这时，苏联对美国的意图已完全理解。莫斯科也希望能够限制中国的核武器发展计划，而且更想借此取得与美国平起平坐的超级大国地位。1963年6月7日，赫鲁晓夫同意在莫斯科举行美英苏三边会谈。
    肯尼迪挑选哈里曼作为他的特使出席，此次莫斯科之行的中心议题是中国的核武器计划。国防部为哈里曼准备了一份题为“流产中共的核能力”的报告，其中列出了美国可能采取的一系列行动，从政治劝阻（以苏联为首）到美苏联合空袭行动。由于苏联始终反对美国成立欧洲多边部队的计划，报告建议考虑放弃或大幅度修改这一计划。如能换取苏联对中国问题的支持，放弃这一计划看来是值得的，起码可以作为一种政策选择。在哈里曼赴苏前夕，行政当局专门开会，研究是否能谋求同苏联合作，联手对中国的核计划采取行动。在为哈里曼准备的“绝密”级简报文件中，白宫对使用军事手段防止中国获得原子弹谈得更为直接。该文件中有一章标题为“对付中国的军事和其他制裁手段”，其中不仅列举了美国采取“激烈步骤”防止中国发展核武器的各项提议，而且详细分析了苏联对此可能作出的种种反应。白宫的助手们建议同苏联达成某种协议，其中使用了“去掉中国的潜在能力”、“阻止中共得到核技术的行动”等词句。肯尼迪明确表示，为了能防止中国成为核武器国家，他愿意考虑苏联的任何建议，包括放弃成立欧洲多国部队的可能性。但是，国务卿腊斯克坚决反对。他认为“盟国在此问题上卷入得太深”，在没有与盟国磋商的情况下现在就放弃不合适宜（注：美国外交关系文件集，FRUS,1961-1963,vol.7,p.735.）。对多国部队这个重要问题，肯尼迪虽未作出任何决定，但他授权哈里曼在试探美苏对付中国核武器方面，他“要走多远就可以走多远”。
    7月中旬，哈里曼飞往莫斯科。他在莫斯科期间与肯尼迪单线联系，使用代号为“切罗基”的密码电报。肯尼迪电告哈里曼，“你应该试图了解赫鲁晓夫对限制或防止中国人发展核武器的看法，向他强调中国核武器对我们大家都是非常危险的，试探他愿不愿意采取行动或接受美国为这一目标而采取的行动”（注：美国外交关系文件集，FRUS,1961-1963,vol.7,pp.801,860;Gorden Chang,p.243.）。哈里曼的莫斯科之行虽然成功地完成了禁试条约的谈判，但他未能在中国核武器问题上同赫鲁晓夫达成谅解。只要法国仍拒绝签署禁试条约，赫鲁晓夫便不愿讨论中国的核武器问题。同时，这位苏共总书记还试图在美国人面前降低中苏分裂的影响。他表示不同意哈里曼的观点，即中国的核武器会威胁苏联。赫鲁晓夫说，中国人还有很长一段路要走，因为他们缺乏发展核武器和运载系统的工业基础，从1960年以后苏联再没有向中国提供任何这方面的技术援助。同时，赫鲁晓夫还认为，中国一旦有了核武器，行为将会更加节制。他说：“那些没有核手段的人总是喊得最响的。”（注：肯·奥利佛：《肯尼迪、麦克米兰与禁核试之争》Kendrick Oliver,Kennedy,Macmillan and the Nuclear Test-ban Debate,St.Martin' s Press,1998,p.205-206.）
    时至今日，肯尼迪时期的绝密档案尚未完全开禁，人们无从知道肯尼迪到底想同苏联共同采取什么“军事行动”来对付中国的核计划。但据一位肯尼迪时期的高层官员透露，白宫曾相当认真地考虑过美苏联手，先发制人地使用战术核武器打击中国核设施。克里姆林宫也清楚地了解美国谋求与苏联联手铲除中国核武器计划的想法。联合作战方案包括美苏分别出动轰炸机一架，飞越中国西北的罗布泊地区，各抛下一枚炸弹，但其中只有一枚引爆。只是该计划一直没被启用。1963年7月25日，美苏英三国在莫斯科签署了《禁止在大气层外层空间和水下进行核武器试验条约》。
    随着中苏分裂的不断加剧，肯尼迪继续保持对中国采取“行动”的兴趣。在8月1日的一次记者会上，总统谈到“威胁的形势”，并承认“中国在几年内就会变成核武器国家……我们应该采取一些步骤，减缓这种可能性”。而几天前，助理国防部长威廉·邦迪，在征得国防部长麦克纳马拉同意后，已经秘密地要求参谋长联席会议着手准备应急计划，以便准备用常规打击手段，使中国的核计划瘫痪或延缓。（注：美国外交关系文件集，FRUS,1964-1968,vol.30,p.24.）
    三、国民党乘火打劫
    1963年9月，台湾国民党的情报头子蒋经国访问美国，使得打击中国原子弹研制计划一事再次浮上台面。中央情报局局长麦可恩邀请蒋经国前来美国，目的是讨论华盛顿与台北在对付中国的联合军事行动中长期存在的分歧。但讨论的议题很快便转到对中国核武器研制计划的可能打击一事上。
    毫无疑问，中国获得原子弹将彻底打破蒋介石重返大陆的梦想。在得知有关情况后，蒋经国在几个场合都主动提出打击中国核设施的问题。在会见肯尼迪的前一天，他访问了美国中央情报局总部，详细讨论了派遣空降部队袭击中国核设施的可能。接着，又会见了国家安全事务助理邦迪。蒋经国提议，首先由美国为一次突击队行动提供运输和技术支持，并说明蒋介石的构想是“在时机成熟时占领江南一省或数省，在大陆建立据点”。邦迪虽然赞成任何能够“弱化中共政权”的行动，但他怀疑国民党在大陆获取一定地盘的计划，并担心美国支持的这类计划会促使中苏重新和好，或引发中美之间的大规模军事冲突。因此，他答复说，美国“对能否策划出什么具体的计划来延缓或防止中共获得核武器很感兴趣”，但任何计划都“必须相当谨慎地论证”（注：美国外交关系文件集，FRUS,1961-1963,vol.12,14,doc.67.）。