当中国方面竭尽努力争取日内瓦会议达成协议时，美国方面却在为阻挠印支问题的和平解决不遗余力。7月13日晚，杜勒斯、艾登、 孟戴斯-弗朗斯在巴黎举行会谈。孟戴斯-弗朗斯向杜勒斯说明了会议的进展情况，并说，共产党反对美国在印支三国建立军事基地，杜勒斯强烈表示，“对任何限制柬、老两国的能力并禁止越南从自由世界得到援助的条件均予拒绝是至关重要的”。杜勒斯解释他和史密斯不能参加日内瓦会议的理由时说，美国不能“与任何可以保障共产党人获得其侵略成果的协议发生联系”，美国“不能处于一种似乎赞同把柬、老、越出卖给共产党人的地位。美国人对雅尔塔会议记忆犹新。美国不可能与在美国将被解释为第二个雅尔塔解决方案的办法发生联系，美国同意举行日内瓦会议这一事实已经在美国被解释成是美国外交的一大失败”〔25〕。美国试图搞出一个表明法、美共同立场的文件。次日，杜勒斯、艾登、孟戴斯-弗朗斯再次进行会谈。面对孟戴斯-弗朗斯非和不可的困境，虽然杜勒斯施尽混身解数，也难以将自己的立场强加于法国。他只好一再向法、英两国表示美国的立场：“美国接受这一事实，即一部分人民成了共产党侵略的牺牲品，美国自己不准备、也不鼓励别人通过战争的手段来改变这一状况，但美国决不会参加任何保障共产党人得到其侵略成果的协定。”最后，两国达成妥协，如果解决方案是美国准备尊重的，它将单方面或只与非共产党国家一起表达这一立场；美国准备同其他有关国家一起寻求一种防务联系，以便在达成任何解决方案后反对直接或间接的侵略，以保护东南亚非共产党地区的完整；如果达不成解决方案，法、美将共同商议应采取的措施，包括考虑是否将问题提交联合国。这就是说，法、美两国实际上在印支问题上已经分道扬镳了。杜勒斯还说，他与总统商量后决定，他不能再返回日内瓦，他不愿使自己处于不得不在公开场合说“不”的地位〔26〕。
    周恩来在柳州会晤胡志明后，即于7月6日返抵北京，9日离北京， 10日抵莫斯科，与马林科夫等苏联领导人进行会谈，讨论日内瓦会议下一阶段谈判方针。马林科夫等完全同意周恩来的意见，他们也认为，当时美国正竭力拉拢法国主战派，对孟戴斯-弗朗斯施加压力，企图以此破坏日内瓦会议；如果在军事分界线问题上坚持孟戴斯-弗朗斯难以接受的条件，则易使美国有机可乘，法国主战派势力又会抬头，一旦孟戴斯-弗朗斯垮台，对解决印度支那问题不利，对越南民主共和国也不利。
    7月12日，周恩来回到日内瓦。当晚他以越、苏、 中三党共同的意见与范文同彻夜长谈。他以朝鲜战争为例说明美国干涉的严重性，而胡志明估计，如果日内瓦会议不能达成印支问题的和平解决，美国扩大干涉是不可避免的。结论是继续战争并不利。关于划界问题，周恩来指出，假如在16度线附近划界，实现停战是对我们有利的。越南民主共和国能有一大片土地连在一起，有首都，有海港，能发展经济。在政治上比朝鲜、民主德国处境有利得多。和平后整个形势发展对我方有利，首先有利于越南民主共和国的巩固和发展，也可以争取法、英及东南亚各国，争取高棉和寮国，分化保大，孤立美国。周恩来还说，孟戴斯-弗朗斯政府是今天法国资产阶级主和派可能建立的比较好的政府，我们要争取它。关于撤军问题，周恩来说，要下决心把自己的军队从解放区撤出来不是容易的事，但为了争取全局胜利有时不得不牺牲局部的利益。他以中国抗战时期皖南事变的教训和日本投降后中共及时撤出苏南以加强东北和山东的经验来说明进与退的辩证关系。关于政治解决，周恩来转达说，胡志明认为最好能订出期限，具体规定停火后一年或两年内举行选举。但为了避免形成僵局，可以在这次会议上达成原则性协议，而在以后另行议定期限。周恩来最后说，越、中、苏三党所提的谈判方针是：要主动积极迅速进行谈判活动和解决问题，要使问题简单化，避免使问题复杂化，要以法方为主要对象，提出条件要考虑对方接受的可能性〔27〕。范文同感谢周恩来的介绍和所提的建议，并欣然表示次日按这次谈话精神与孟戴斯-弗朗斯进行会谈。
    7月18日，日内瓦会议举行第23次也是最后一次限制性会议， 九国外长重又坐在一起。莫洛托夫根据苏、中、越三国商量的意见对一个月来的会议工作作出估计和评价。与会者十分注意地听取了他的发言，大多数国家代表同意了会议的宣言草案。只有保大政权和美国代表发出了不和谐音。保大政府新任外长陈文杜说，他的政府将不参加任何关于会议宣言的讨论，原因是：第一、他们不同意所提出的停火条件；第二、他们尚未提出建立在和平、独立和统一原则基础上的解决方案。史密斯则声称，如果达成的协议是美国政府能够尊重的，美国将不威胁或不使用武力来妨碍协议，但对任何破坏这一协议的“侵略”的再起，将给予严重的关注〔28〕。
    日内瓦会议到了最后阶段，会外的活动空前频繁紧张。周恩来以其高度的斗争艺术，忘我工作，在各国代表团之间进行协调、磋商、斡旋。7月19日，周恩来又会晤孟戴斯-弗朗斯、艾登商讨老挝问题；20 日，又与柬埔寨外长泰普潘进行会谈，与莫洛托夫、范文同举行商谈，研究会议结束阶段的各项工作，包括会议宣言、协定、声明的最后审定。随后，莫洛托夫、范文同、艾登、孟戴斯-弗朗斯举行会谈，就遗留的问题进行最后磋商，并敲定宣言、声明和各项协定的文稿。
    7月21日，日内瓦会议举行最后一次会议。史密斯事先告诉艾登， 美国政府不能在最后宣言上签字。为了避免签字的问题，在宣言的开头先列出了参加会议的国家，在通过宣言时则采用口头征求意见的方式。除美国及保大政权的代表外，与会代表一致同意会议最后宣言。会议通过了一系列协定。
    《越南停止敌对行动协定》规定，在北纬17度线以南、九号公路稍北划定一条临时军事分界线，此线以北为越南人民军集结区，以南为法兰西联邦部队集结区，各方部队需在协定生效后的300天内集结完毕。 自协定生效之时起，禁止一切增援部队及军事辅助人员进入越南，禁止运入各种增援的武器弹药和作战物资。所有战俘及被拘平民应在停火后30天内予以释放。