讨论印度支那问题的日内瓦会议历时两个半月，先后举行了8 次全体会议，23次限制性会议，双方军队的代表也举行了多次谈判。会议大致可分三个阶段：5月8日到6月19日；6月20日到7月17日；7 月18 日到21日会议结束。会议由苏联外长莫洛托夫与英国外长艾登轮流担任主席。
    在5月8日的第一次会议上，法国外长皮杜尔首先提出了一个很不象样的停火建议。他关于越南的建议包括：双方正规军集结于会议指定的地区；除维持秩序必须的警察外，其他战斗部队都应复员；立即释放战俘和被拘禁的平民；由国际委员会监督上述条款的执行。他关于老挝和柬埔寨的建议主要包括：“入侵该两国的越盟正规军和非正规军一律撤出”；由该两国政府将既不属于军队也不属于警察的武装力量复员〔15〕。皮杜尔的建议完全不提印支问题的政治方面，显然不能作为解决问题的基础。
    越南民主共和国外交部长范文同在10日的第二次全体会议上作了长篇发言。他回顾了印支战争的历史，指出战争的责任应由殖民者负担，战争的延长和扩大应由美国的干涉负责。接着他提出了恢复印支和平的8点建议：1.法国承认越南在越南领土上的主权与独立完整， 并承认高棉与寮国的主权与独立；2.缔结协定，规定在交战双方同意的时限内，自越南、高棉与寮国领土撤退一切外国军队；3.在越南、高棉、寮国举行自由普选；4.越南民主共和国代表团就该国愿意加入法兰西联邦问题发表声明，高棉与寮国政府也发表相应声明；5.越南民主共和国及高棉、寮国承认法国在这些国家现存的经济与文化利益；6.交战双方保证不对在战争期间与另一方合作的人起诉；7.交换战俘；8.在实行上述规定前，首先在印度支那实行完全停火；完全停止从境外把新的武装部队、武器和弹药运入印支；由印支三国交战双方成立联合委员会监督停火〔16〕。比较法、越两方的方案，其主要的对立在于：1.法国只关心停火，不提印支问题的政治解决；越盟强调政治与军事问题一起解决；2.法国认为老挝与柬埔寨问题与越南问题要分别解决，越南强调整个印支问题一起解决。范文同的建议得到苏联和中国代表团的支持，遭到美国代表的反对。史密斯称，印支问题的任何解决都必须保证真正的和持久的停火，这就必须先达成停战协定，而停战协定要有效实行又必须有国际监督〔17〕。
    为便于讨论，艾登向各代表团长建议举行限制性会议，并得到各方赞同。在5月17日和18日举行了两次限制性会议，主要的争论问题是， 是否应当将柬、老问题与越南问题分开来考虑。
    皮杜尔主张柬、老问题应当单独处置，这一立场得到柬、老两国的支持。老挝代表说，老挝的问题是越盟侵入了靠近边界的一小部分地区，撤出入侵的武装力量是老挝的唯一要求；定于1955年举行的选举将使老挝人民自由表达他们的意志。柬埔寨代表说，柬的问题仅仅是得到一小部分叛乱者支持的外国入侵，无论从宗教、人种、意识形态来看，入侵者都是外来的；法国军队已经撤出。范文同认为，印度支那的战争与和平问题是不可分割的一个整体问题，三国人民都在为反对外国的干涉而战斗。自由高棉和寮国抗战政府控制着广大的领土，得到几百万人民的支持。在整个印支都有同样的政治与军事问题，唯一的解决办法是在整个印支同时实现停火，然后实现能导致统一的政治解决〔18〕。莫洛托夫在发言中支持范文同的主张，拒绝将柬、老问题与越南问题分开解决。
    中国在这一问题上的立场可以概括为以下几点。第一、承认、同情和支持柬、老两国要求民族独立、主权和领土完整的愿望；第二、两国情况与越南不同，两国的王国政府还得民心，抗战政府影响很小，这两国人民要求的是民族独立与解放，而不是人民革命，革命在这两个国家目前条件还不成熟，革命不能输出，印度支那革命化的目标是不现实的，提出这一目标会把两国推到美国那一边去；第三、两国政府应当承认本地抗战力量的存在，抵抗力量应承认王国政府；抵抗部队本身应停止战斗，就地集结，然后或编入王国军队、警察，或复员；第四、两国要求越南军队撤出的愿望是合理的；第五、两国在取得真正的独立后，中国愿意看到它们与法国保持友好关系，也可以继续留在法联邦里；第六、越、老、柬三国的民族和国家界限都很明显，不顾这种界限而提出建立印度支那联邦，是对柬、老两国主权和独立的严重损害；第七、在两国决不能有美国的军事基地，两国决不能加入美国组织的军事集团，两国应成为东南亚型的国家，如印度、印度尼西亚，不能亲美。自然，中国代表团也不是在会议一开始就有了这样一套完整的设想，而是在会议进行过程中，在与有关各方的接触和商讨之中，不断了解情况，及时调整政策，才逐渐形成的。周恩来与范文同、莫洛托夫多次交换意见，反复向他们说明，对柬、老两国要采取现实主义的态度，如果一味追求印度支那联邦或印度支那革命化的目标，只能使柬、老两国害怕，倒向美、法一边，使谈判破裂，战争扩大，这对中国、越南都不利。他非常敏锐地指出，用什么办法可以争取团结柬、老两国？“是用战争团结东南亚呢？还是用和平团结它们？答案是用和平可以团结它们，用军事则只有使它们投向美国”〔19〕。
    经过几次限制性会议及私下讨论，与会代表团在停止敌对行动问题上观点有了接近，也还存在许多分歧。在5月27日的第7次限制性会议上，周恩来提出一份《关于在印度支那停止敌对行动的建议》，主要内容是：1.交战双方的一切武装力量在印度支那全境同时实现完全停火；2.双方就双方占领地区的适当调整和在进行调整时双方军队的转移，以及可能发生的有关问题，开始谈判；3.停火期间停止从境外进入各种新的部队和军事人员以及各种武器和弹药；4.由双方司令部代表组成联合委员会，对停止敌对行动协定各项条款的履行，进行监督；对上述协定的履行，并应由中立国委员会进行国际监督；5.日内瓦会议与会各国负责保证协定的履行；6.互相释放战俘和被拘的平民〔20〕。周恩来接着就上述各点逐一作了说明。各国代表根据中国代表团的建议进行了反复的商讨。在此基础上艾登提出了关于双方司令部的代表立即在日内瓦进行会晤，研究在停止敌对行动后军队的部署问题，首先是在越南的重新集结地区问题的方案，并在5月29日的第8次限制性会议上通过。这是关于印支问题的日内瓦会议的第一个实质性成果。根据这一建议，越南人民军和法国远征军总司令部代表于6月2日在日内瓦举行了第一次会议，就工作程序达成了协议，并同意双方司令部代表尽早在印度支那当地开始直接谈判。