中国政府对中美大使级会谈十分重视，王炳南大使在中共党内有从事10年外事工作的经验，与美国人打交道的时间长，对情况比较熟悉。外交部专门成立了由章汉夫任组长，乔冠华任副组长，董越千任秘书长的中美会谈指导小组，负责研究会谈中的对策。指导小组成员还有龚澎、浦山、王保流等，该小组直接受周恩来领导。
对于在会谈中谈什么，尤其是对举行中美大使级会谈的新闻公报中提到的“双方之间目前有所争执的某些其他的实际问题”的理解，周恩来总理1955年7月30日在第一届全国人民代表大会第二次会议上就“目前国际形势和中国外交政策”的发言中作了很好的阐述。周恩来认为应该包括以下几项：(一)为中美之间关于和缓和消除台湾地区紧张局势的谈判做准备工作；(二)取消对华贸易封锁禁运政策；(三)中国希望看到美国的武装力量从台湾和台湾海峡撤走，中国的领空不再受到侵犯，中国不再受到示威演习的威胁；(四)外国停止对中国进行颠覆活动，不再派遣破坏分子到中国来从事违反中国法律的活动。最后，周恩来希望，争取这次中美大使级会谈为今后两国之间更进一步的谈判开辟道路[35]。为了给会谈创造良好的气氛，中国方面于7月31日(会谈的前一天)提前释放了阿诺德等11名飞行员。
对于这次中美大使级会谈，美国方面也给予相当重视，杜勒斯亲自处理会谈事务。国务院每次给约翰逊的指示，杜勒斯总是亲自加以修改。阿历克斯·约翰逊认为他之所以被杜勒斯选为首席代表，一是因为他以前与中国打过交道，而且做得还令人满意；二是因为他的任命不会遭到国会中“台湾帮”和麦卡锡分子、共和党右翼的反对[36]。约翰逊赴任前问杜勒斯希望谈判持续多久？后者回答：“从现在起如果你在那里坐上三个月，我就很高兴了。”[37]可见杜勒斯并不真心希望会谈能取得成果，早已做好了不欢而散的准备。
7月26日，杜勒斯在记者招待会上说，他认为有4个问题可在中美会谈中讨论：(一)“扣留在共产党中国的美国平民回国的问题”；(二)“使作为朝鲜‘联合国军’司令部人员被俘而现在仍旧被中国共产党人扣留着的美国人能够回国”；(三)“防止像牵涉到国泰航空公司客机被击落而使美国人丧失生命、美国平民受到伤害的那种事件的重演”；(四)“基本的问题是必须为那一地区的战争作准备呢，还是要在那一地区实现停火”。[38]
7月29日杜勒斯又致函约翰逊，亲自向他作了8点指示，主要内容有：(一)会谈将秘密进行，不发表有关会谈的定期公开声明，除非经双方同意或由一方向另一方事先通知。美方的许可和通告权将授权给国务院；(二)可自行处理与中方代表社交活动；(三)会谈不涉及外交承认；(四)不讨论涉及“中华民国”权利的事务；(五)如果现在被扣在中国的美国公民、战俘获释的话，就可能有利于使美国政府放松对美国公民去中国大陆旅行的限制政策。[39]
1955年8月1日至9月10日这一阶段是较有成果的阶段。王炳南大使和约翰逊大使共进行14次会谈，最后双方达成关于平民回国的协议，这也是中美之间长达10余年谈判中达成的唯一的协议。
1955年8月1日下午5时，中美大使级会谈第一次会议在日内瓦国联大厦开始，这里是一年前日内瓦会议《印度支那停战协议》签字地点。来自世界各地的记者大批云集日内瓦，中美会谈的消息成了各大报纸的头条新闻。王炳南带了李汇川、林平等三位助手，美方代表约翰逊的助手是国务院官员马丁(Edwin Martin)、高立夫(Ralph Clough)和翻译埃克瓦尔(Robert Ekvall)。在接受5分钟记者照相后，会谈正式开始。
王炳南首先发言，他先向美方通报了中国政府在7月31日按照中国的法律程序，决定提前释放阿诺德等11名飞行员。然后王炳南建议会谈的议程是：(一)双方平民回国；(二)双方有所争执的其他实际问题。
约翰逊对释放美国飞行员表示感谢，认为这将有利于以后的讨论，并表示对两国政府已经商讨过的会谈议程没有意见，提出会谈须保持在秘密状态下进行，双方均不发表公开声明，除非双方同意或发表联合声明。
第一次会谈持续45分钟，讨论了程序问题，并约定次日(8月2日)10时开始第二次会谈，进行第一议题即平民回国问题讨论。
在谈判之初，中美双方对彼此的意图都不甚清楚，大有摸着石头过河之势。约翰逊的助手高立夫等都是中国问题专家，但他仍感到心里没有底，不知中共是否真的想解决被俘人员问题，是否接受在台湾地区放弃使用武力的建议[40]。中国方面，由于受到国际形势影响，对会谈比较乐观，提前释放了11名飞行员，也在会谈中争取到了主动，在舆论方面收到了良好的效果。
8月2日上午10时，第二次会谈如约进行。约翰逊首先发言，他向王炳南递交了36名滞留平民的名单。王炳南随后做了“从我们观点看美国侨民状况”的声明，他说，对滞留在华的美侨做了以下分类：(一)42名平民；(二)27名在华判刑的平民；(三)16名在朝鲜战争中俘获的美国人；(四)被判刑的美国军人，其中15名已释放，但仍有2人在押。王炳南向约翰逊递交了以上四类人员的名单。他关注在美的中国侨民的状况，对美移民署限期要求中国留学生返国，否则就必须申请永久居留的作法表示不满。为此他建议：(一)每一方向另一方提供在其国内对方侨民状况，中方希望得到所有在美中国侨民的名单，包括留学生；(二)美国撤销妨碍中国人离开的禁令和做法，包括造成他们回国困难的时间限制；(三)美方提供1955年4月8日就允许离开美国的76名中国人名单；(四)中美分别委托第三国照顾在对方国家的公民的利益，首先是遣返问题，中方将授权印度。约翰逊表示将仔细研究中方的建议，然后再作答复，会议持续了1个小时。
在此后的一个多月中，又举行了12次会谈，起先每周三次，由于双方分歧较大，会谈进展缓慢，从8月末起改为每周一次，双方的主要分歧如下：
第一，在华美国侨民问题。
美国方面要求在一段时间里，使全部侨民(包括被押人员)全部回国；中方提出，“每一方侨民居住在另一方，其有回到各自国家愿望的，享有回国的权利。涉及在居住国法律下有未了的民事或刑事诉讼案件的平民待其案件解决后享有同样权利[41]，也就是说，那些因间谍罪等被判刑的美方被押人员在刑满之前不能回国。在8月13日第六次会谈中，约翰逊就向王炳南提出，希望中方在“复查”所有美方人员案件后，给他一个答复，甚至威胁说：“直到全部美国人遣返，我才能考虑第一议程结束”。[42]
经过几次交锋，约翰逊也感到让中国立即释放全部滞留在华人员是不现实的。他于8月13日向国务院建议，利用中国人想达成共同协议的心情，来换取部分美国人的释放，同时复查所有被押人员的案件。但他的建议被杜勒斯所否定。杜勒斯8月14日明确指示，遣返被押侨民是共同协议的一部分，也是进入第二议程谈判的前提。杜勒斯认为，在美国获得释放全部侨民承诺之前，放弃这个立场，美国就没有什么讨价还价的条件了，等到第二议程，为了换取人员释放，除了答应中共的要求外也别无办法了。
双方的立场都很强硬，会谈一时也难有什么进展。为了改善气氛，约翰逊于8月22日邀请王炳南共进晚餐，双方各只带一个翻译，约翰逊是想摸清中方的底牌，即能放多少人及何时放人。王炳南的回答是，“能立刻释放的美国人的数目很大，而在押人员的数目很小”，并表示被押人员滞留在华时间也不会太长。约翰逊仍不死心，一再打探确切时间。王炳南表示不能给予确切时间。对此约翰逊很不高兴，认为中国领导人“如果是希望用放慢速度，逐渐释放人员的方式来改善两国关系，是完全错误地理解了美国的公众舆论”[43]，他引用周恩来7月30日的讲话，“美国在华的平民为数很少，他们的问题是容易解决的”，言外之意是指责中方故意拖延。
到8月31日，双方就协议内容已经基本达成谅解，唯独在在华美国人回国时间问题上双方仍各执己见。约翰逊电告国务院，认为中国想进入第二议题的谈判，但也不会因此改变立场，承诺放人时间。9月2日国务院指示约翰逊，在协议中就放人问题可以用“迅即”(expeditiously)一词。中国政府也作了相应让步，在9月6日第十三次会议上，王炳南宣布12名美国人获准离境，令约翰逊及美方很是吃惊。9月10日，双方在第十四次会议上签署了协议声明，就美国人返回问题达成协议(后面还将叙述)，王炳南再次声明，还将释放十余名美国人。
第二，中国在美留学生和科学家回国问题。
早在1954年日内瓦会议期间及后来的领事级会谈中，双方就此问题进行过反复磋商，但一直没有取得什么实质性进展，美方一再反对中方关于委托第三国来代理各自侨民在对方国家的事务的建议。美国虽然在谈判桌面上声称，在美留学生有自由回国的权利，但说的是一套，做的又是一套。1955年4月1日，杜勒斯就有关留学生回中国大陆事宜写给艾森豪威尔的信中说，按照移民归化局现行条规可以离境的学生应该允许其回国，这有助于与中国的讨价还价，国务院准备撤销禁止74名中国留学生离境的禁令。但是有关从事军事技术研究的留学生回国问题，杜勒斯认为应按照1952年《移民法》进行审查，应该禁止其离境。[44]
日内瓦大使级会谈开始后，争取中国留美学生回国，是中方力争的一个主要目标。
在8月2日第二次会谈中，王炳南指出，在美国的中国侨民大多数都有家属在中国大陆，由于长期以来美国政府的禁令及实际困难，这些侨民不能自由地回国与家人团聚，这是亟待解决的问题。王炳南说，在日内瓦领事级会谈中，美方通知中方有27名留学生获准回国，但这其中6名还未回国。另外4月8日美方通知中方有76名留学生获准回国，但美方未提供76人名单，中方无法确认其是否回国。王炳南还对美国移民局要求中国留学生限期归国，逾期不归就要申请永久居留的作法表示关注。他建议：“(一)每一方向另一方通告在其国家居住的对方侨民状况，中方希望得到包括所有在美侨民(包括留学生)的名单；(二)美国取消所有妨碍中国人回国的禁令和做法，这包括给他们回国增添困难的时间限制；(三)美方向中方提供上述已获准离境的76人名单；(四)委托第三国来代理其侨民事务。中国政府建议由印度代理在美侨民事务。”[45]约翰逊当即表示，有关中国留学生问题存在误解，美国政府对愿意回国的中国平民没有加以限制，没有阻止中国留学生离开美国，如果有这类事件，他愿意立即调查。
在8月4日会谈中，约翰逊对王炳南先前提出的四项建议逐一作了答复：提供在美华侨名单超出了会谈范围，而且涉及几千人；可以提供上述76人名单，并保证取消所有影响华人返回中国大陆的禁令及时间限制；至于委托第三国代理侨民事务的问题，一时还不能回答。
美国拒绝向中国提供侨民名单，牵涉人数多仅是一个借口，真正的原因是涉及由谁代表中国的问题。如果提供这个名单，就等于承认中华人民共和国政府的合法性，承认它对在美华侨的管理权力。所以杜勒斯指示约翰逊告诉王炳南，美国的政策是不向别的国家提供其在美国全部侨民的名单。美国承认“中华民国”是中国的合法政府。[46]但杜勒斯也作了一点让步，同意印度驻美使馆来代理愿意返回中国大陆的华侨的旅行事务。杜勒斯怕引起台湾方面的误会，几天以后，又电告约翰逊，不能扩大印度使馆的权限，也就是要局限在愿意返回中国大陆的侨民事务上，以防止中共借此来影响在美国的侨民。正如国务院中国处处长马康卫8月10日给约翰逊的信中所说的，在整个谈判中，台湾像鹰似的盯着我们。
到8月下旬，双方为起草最后的协议声明，杜勒斯又再次电告约翰逊，告之在文本中不能用“nationals”(即侨民)这个词，用了这个词就有美国在公开文件中承认中华人民共和国对在美国的中国人有管辖权之嫌，美国不承认中华人民共和国是中国的合法政府，所以在美的华人就不是它的侨民[47]。中方对此据理力争，王炳南8月25日提出的中方修改后的文本中用了“侨民回国”，来代替“平民遣返”的字眼，约翰逊立即感到，这种改动意味着协议声明“将适用于在美国的所有华人，并将他们视为是中华人民共和国的侨民。”[48]29日杜勒斯指示约翰逊坚持使用“愿意返回各自国家的平民遣返”的提法，避免在语言上有任何暗示美国承认在美的所有华人是中华人民共和国国籍。
9月10日最后达成的协议声明中，使用的是“在美国的中国人愿意返回中华人民共和国者”的提法，这是双方经过反复争议得出来的，为双方都能接受的，由于这一协议，使得一批留美中国学者回国，其中包括钱学森。美国为了保持其不承认中华人民共和国为中国唯一合法政府的立场，在协议字句上斤斤计较，真可谓煞费苦心。
第三，协议声明的起草。
按照惯例，经过谈判解决了某一问题，谈判双方须以联合声明的方式向世人通告谈判结果。在会谈第一议程进行的过程中，就开始酝酿和起草声明，声明几易其稿，字斟句酌，最后终于以协议声明的形式于9月14日公布。在起草的过程中，除了上面提到的“侨民回国”与“平民遣返”之争外，双方在声明的形式和文本的措词上还有如下争论：
首先，关于声明的形式。8月11日，王炳南首先提出了中国方面的协议文本，从文本的口气看应属于联合声明，文本是这样开头的：“经过中华人民共和国和美利坚合众国大使级代表在日内瓦的会谈，通过有关两国平民返回各自国家的协议……。”[49]美方表示反对。同日杜勒斯电告约翰逊，要避免与中方发表正式协议，应采取双方发表单方面声明的办法，声明首句是：“美利坚合众国声明，在美利坚合众国的中国侨民愿意返回中国大陆者享有返回中国大陆的权利。”[50]
在8月13日会议上，王炳南坚持采取联合声明的形式。约翰逊为了使被押的美国人能早日释放，避免谈判陷入僵局，当日向国务院建议，可否采取协议声明的方式(agreed announcement)，即在一个联合协议中，两国各自发表自己的声明，各说各的，约翰逊建议的协议开头措词是：“美国和中华人民共和国大使同意公布他们各自政府就平民各回其国所采取的措施……”，然后由两位大使各自发表声明，使用相同的措词，来表达中心意思。约翰逊的建议得到杜勒斯的首肯。8月16日会谈中，双方就声明的形式达成一致，这实际上是双方妥协的结果，王炳南在其回忆录中写道，“这是在互不承认的情况下，处心积虑搞出来的一份奇怪的联合公报。在公报中既要体现互不承认，又要体现双方的一种共同意见，还要体现双方的联系，于是就别出心裁，搞了这么一个各说各的‘杰作’，叫作协议声明。”[51]
其次，协议文本的具体措词。例如，有关委托第三国来代理侨民回国的问题，就有过多种说法。王炳南在8月11日第一次提出的文本中，用的说法是两国分别委托(entrust)印度和英国来代理各自平民回国事宜。在以后的多次会谈中，约翰逊认为“委托”或“授权”(authorize)都不合适，有承认中共为合法政权之嫌，即便用“授权”，也应是美国政府授权印度来处理在美华侨事宜，在“授权”这个词之后可加上“应中华人民共和国请求……”，译成中文即是：“应中华人民共和国请求，美国授权印度来处理在美华侨事宜……”，中方不同意，强调应使用“委托印度，代表中国来处理……”，双方争执不下。最后9月10日发表的协议声明(英文)中，用了“邀请”(invite)一词，也是双方妥协的结果。
在文本中还有一处文字也是多次争论的，即对于印度政府调查的权限问题，8月25日杜勒斯电告约翰逊，提醒他注意中方提出的文本中对于授权印度调查事实(即平民返回)，应避免导致“可能允许印度政府调查所有事件，即可能是全部在美的华人”。[52]
经过中美双方的14次会谈，《中华人民共和国和美利坚合众国两国大使关于平民回国问题的协议的声明》终于在9月10日公布了。中美两国政府承认，在本国的对方国家的人愿意返回国家者，“享有返回的权利，并宣布已经采取、且将继续采取适当措施，使他们能够尽速行使返回的权利”；英国和印度分别被委托对愿意回国的美国人和中国人回国提供协助，并可对任何其离境受到阻碍的事实进行调查。[53]这是中美持续了15年的大使级会谈的唯一形成文字的成果。这个协议声明的积极成果有三：一是使一大批滞留在美国的中国科学家及留学生得以回国；二是开创一种中美之间声明的新体裁，1972年《上海公报》就是采用了这个体裁；三是会谈得以进入第二议程。
双方原本商定，在第一议程完成后，进入第二议程，但美方这时又节外生枝，力求拖延进入第二议程。
9月13日代理国务卿胡佛指示约翰逊：有效贯彻第一议程协议是讨论第二议程的必要准备，在第一议程完成前，应尽可能地推迟有关第二议程的讨论。他要求中国方面提供实施协议声明的详细步骤，但要避免使会谈破裂，并称会谈的频率应不多于每周二次。[54]
在9月14日的第十五次会议上，约翰逊按照国务院的指示，向中方提出有关第一议程协议实施的种种问题，诸如向中方询问在中国的美国人能否得到有关协议声明的信息？在狱中被押的美国人如何得到通知？英国代办如何与他们取得联系？
王炳南向约翰逊通告了有关已获释美国人抵香港的日期及仍被押美国人的健康情况，他着重指出，第一议程现已完成，应该进入第二议程，议题有两个，一是美国对华经济封锁和禁运，二是为举行更高一级会谈举行准备以及缓和台湾地区的紧张局势。
约翰逊认为，现在进入第二议程时机尚不成熟，“直到所有在华的希望回国的美国人全部回国，才能考虑第一议程最后完成”，当协议声明全部实施后，才是进入第二议程的“适当时候”[55]。在这次会议后，约翰逊违背双方在会谈开始时达成的不单独发表声明的共识，将14日双方谈判中的争论问题公之于众，王炳南遂于19日向记者发表了书面声明，公开阐述了中国政府的立场。
为了不使谈判破裂，使在押的美国人能早日返回美国，杜勒斯在9月19日决定谈判可以进入第二议程，但前提是，即直到协议声明实现前，第一议程在日程上都有优先权，在讨论第二议程的主题时，美国都随时有权回到第一议程，观察协议声明的实施。而杜勒斯为第二议程拟定的讨论议题有三个：(一)在朝鲜战争中失踪的美军人员；(二)放弃使用武力；(三)偿还美国在中国大陆的外交财产。
尽管美国勉强同意进入第二议程，但双方的议题相差甚远，而且美方认为三个议题中最重要的一个是“放弃使用武力”。10月8日，约翰逊在会谈中就提出了“作为在第二项议程下讨论的第一件事，我们要求你方发表声明，表示除防御外将不在台湾地区使用武力。美国也准备发表一个相应的声明。”[56]这等于就是说要求中国放弃解放台湾的权力，这是美国企图使台湾与大陆分离永久化，制造“两个中国”图谋的一部分，是中国政府绝对不能接受的。周恩来总理就此问题曾明确指出，台湾问题有两个方面。一方面，美国侵占台湾已经成了国际争端，台湾海峡的紧张局势已影响到东南亚的和平、稳定与安全，但是造成这种局势的，首先是美国在台湾的军事存在，它是针对中华人民共和国的，美国应该放弃对我国使用武力，从台湾和台湾海峡撤出它的一切武装力量。另一方面，从中国方面来说，台湾在历史上、法律上和事实上都是中国不可分割的领土，中国人民愿意用什么方式解放台湾，这是中国的内政，美国无权干涉，无权要求我们不使用武力。这两方面的问题是不容混淆的[57]。王炳南在谈判中也向约翰逊阐述了这一观点与立场。
中美大使级会谈开始后，台湾当局对谈判十分关注，害怕这是美国承认中共的第一步。当谈判进入第二议程，涉及在台湾地区放弃使用武力问题时，台湾当局更为紧张。10月4日，台湾当局“外交部长”叶公超拜见杜勒斯，对日内瓦会谈表示了深深的担忧。首先，他表示不希望会谈升级，导致杜勒斯与周恩来进行会谈。杜勒斯说，与周恩来举行会谈纯属谣传，他根本无此想法。其次，叶公超对美国是否会放宽对中共的贸易禁运表示关切。杜勒斯说，要求对中共放松禁运的压力首先来自欧洲国家，其次来自日本，它们要求将对中共贸易禁单保持在与苏联同等水平。杜勒斯说，对中共贸易禁运可能会稍做放松，以免引起整个禁运体制的崩溃，但让步绝对是最小程度的。他一再保证美国不会背弃台湾。[58]
杜勒斯与叶公超的这次谈话并没有能消除台湾方面的担忧，时隔不久，10月11日，蒋介石在与美驻菲律宾大使弗格森(Homer Ferguson)的谈话中，又提及日内瓦会谈，弗格森再次向蒋介石重申，美国不会讨论涉及不在场的第三者的事宜。蒋介石表示他理解这个政策，但同时说，一般人以为会谈将导致承认中共政权，增加中共政权威信，降低台湾当局的威信。蒋介石特别要求不要举行更高级会谈，而且“会谈越快结束越好”。[59]
对于美国故意拖延会谈的行为，中国政府给予了严厉的抨击。10月3日《人民日报》发表观察家评论，题目为《美国拖延中美会谈》；12日又发表《有什么理由以执行协议为藉口来拖延中美会谈？》，13日再发表《不能容许对中美会谈再加阻挠》。三篇评论以大量事实说明中国履行双方平民回国协议的诚意，指出：
“六年来绝大多数在华美国人已经回国的事实，说明了不仅一般的美侨充分享有回国的权利，而且在140余名犯法的美国人中绝大部分也已经得到了宽大的处理。现在剩下来的只有两类在华美国人，共66人。第一类是没有申请回国的美侨47名。在这一类美侨中，任何人在任何时候提出回国申请，都可以随时离开中国。第二类是19名犯法的美国人。中国方面正在按照协议，根据中国的法律程序，继续逐个予以审查。对于犯法美国人的案件，中国政府在审查完毕后也将按照协议把审查的结果和据此而确定的处理办法通知受美国政府委托的联合王国代办处”。[60]
作为谈判代表，约翰逊深知，中国是不可能承诺放弃使用武力的，他于10月21日致函国务院中国处处长马康卫，分析中国如果发表放弃使用武力声明可能带来的三个不利因素：一是等于从战术上承认“中华民国”的存在；二是使中共事实上不可能在将来获取沿海岛屿；三是台湾及海外华人将解释为中共对现状的一种接受，这将对中共收复台湾造成极大困难，同时也降低中共在海外华人中的影响[61]。但国务院依旧指示约翰逊，在谈判中坚持，美国只承认台湾，美国在台湾驻军是受美台条约保障的，美国有义务“协助台湾对付外来侵略”。
针对10月8日的约翰逊提出的发表放弃使用武力的声明的要求，10月27日王炳南提出一项协议草案，其中建议：“中华人民共和国和美利坚合众国同意，它们应该用和平方法解决它们两国之间的争端而不诉诸武力；为了实现它们的共同愿望，中华人民共和国和美利坚合众国决定举行外长会议，协商解决和缓和消除台湾地区紧张局势的问题。”[62]10月26日周恩来在接见英国公谊会代表团时说，“中美关系已经紧张了将近10年了，应该加以和缓。事实上，也已经有了一些和缓，例如朝鲜停战和印度支那和平的建立。但是我们两国间最直接的问题是在台湾。要和缓台湾地区的紧张局势，就必须举行更高一级的会谈，大使级的会谈是不能解决这种性质严重的问题的”。[63]
不让大使级会谈升级是美国的既定方针，中方建议遭到了美方拒绝。11月10日约翰逊提出美方协议草案，仍是建议分别发表声明，在台湾地区除单独的或集体防卫性质外，放弃使用武力。谈判再次陷入僵局。
尽管美方提出的协议草案实际上只是限止中国在台湾海峡的军事行动，但仍遭到台湾当局的反对。叶公超致函杜勒斯，表示台湾当局对放弃使用武力协议表示担忧，唯恐这是走向承认中共的一个步骤，并担心中共接受放弃使用武力建议后，进而提出使用政治手段来解决台湾问题。叶公超明确表示，希望美国不要达成放弃使用武力协议，并拒绝中共有关通过谈判解决台湾问题的协议，因为这涉及台湾的权利、要求和基本利益。[64]
12月1日，王炳南提出新协议草案，该草案较10月27日的草案在措词及内容上均有变动，删除了举行外长级会谈的建议，重申两国通过和平手段而不是诉诸威胁或武力来解决两国间的争端，同时说明将继续进行大使级会谈，以寻求实现共同愿望的实质和可行的方法。中方的新协议草案照顾到美国的要求，体现了推进大使级会谈的真诚愿望。
约翰逊认为王炳南的新协议草案表明中共接受了美国的放弃使用武力的概念，如果美国不接受，美国将处于被动。杜勒斯却不以为然，他要求约翰逊拖延对王炳南新草案的评价，重弹老调说，当第一个协议声明正在被“公然践踏”时，发表第二个公开声明是不现实的，只有当中共很好执行第一个协议，使滞留人员尽早回国，才能达成新的放弃使用武力的协议。助理国务卿饶伯森的态度更为强硬，认为只有当中国扣押的14名美国人全部获释或者是确信他们将获释时，才能发表放弃使用武力的协议声明。
会谈就这样僵持着。中国外交部忍无可忍，于12月16日发表关于美国违反中美会谈中双方对平民回国问题所达成的协议的声明，该声明用事实说明中国政府认真履行双方达成的协议，正在尽速审查和释放在押的美国人，而美国却没有在使中国留美学生回国方面做什么努力。美国国务院随后也发表了一个声明，指责中国继续扣押美国公民。杜勒斯指示约翰逊乘圣诞节及新年即将来临，提出休会，直到1956年1月12日，以示不满。实际上从中美会谈开始以来，会谈频率一再降低，由每周三次到每周二次，到12月时每周一次，而且会谈内容也越来越空洞，除双方分别宣读已经准备好的声明，相互抨击一番，基本上没有进展。在12月22日会谈上，双方同意休会至1月12日。
从1956年1月到8月，中美又举行了21次会议。这期间美方提出过两个草案，作为对应，中方于5月11日提出一个草案。至此关于放弃使用武力问题，中美双方共提出过三对草案。
美方1月12日提出的草案，与美方1955年11月10日提出的草案相比，没有本质上的区别，仍旧强调在台湾有“单独和集体的自卫的固有权力”，只是不诉诸威胁或武力的地区从台湾扩大到了“台湾地区或其他地方”。美国在台湾的“单独和集体的自卫的固有权力”，这是中方无论如何不能接受的，王炳南义正词严地指出，对于每个国家有自卫的权力的原则，问题在于该原则的适用地区，如果美国在其自己的领土内行使这权力，中国是不能反对的；但假设中国占领了旧金山，然后又声称是自卫，美国能同意吗？[65]
此后，双方就是否要将“单独和集体自卫”条文写入协议声明争执不休。在中方的催促下，美方于4月19日提出第三个草案，美方在这一草案中仅作了部分文字上的修改，在坚持“不损害各方的单独或集体自卫的固有权力”之前，加上了“在不损害各方用和平方法执行自己的政策”一句。当约翰逊接到这个由西博尔德起草、最后由杜勒斯改定的协议文本时，就向国务院提出，文本仍然保留“单独或集体自卫固有权力”字样，中方可能仍不接受。但饶伯森认为，这对于美国来说是“一个基本点，如在这一点上让步，就可能动摇美国所寻求的保护性承诺的根基”。[66]
果不出约翰逊所料，在4月19日的会谈中王炳南不接受新协议草案。5月11日，王炳南提出新的对案，其中写道：
“在不损害互相尊重领土完整和主权和互不干涉内政的原则的情况下，声明：中华人民共和国和美利坚合众国表示决心，它们应该通过和平谈判解决它们两国之间在台湾地区的争端而互不诉诸威胁或武力；两国大使应该继续会谈，在两个月内寻求和确定实现这一共同愿望的切实可行的途径，包括举行中美外长会议在内，并且作出具体安排。”[67]
该草案较之1955年12月1日中方提出的第二个草案有三点明显区别：(一)考虑到美方的一再要求，中方在协议草案中特别提到了通过和平谈判解决在台湾地区的争端而互不诉诸威胁或武力；(二)为了防止美方无休止地拖延会谈，中方第一次在草案中提出了两个月的时间限制；(三)再次提出了外长级会谈的要求。
美方拒不接受中方的新对案，理由是：(一)其中没有包括保留自卫权力；(二)协议实际上要求美方承认中国的主权和领土完整；(三)这不是一个放弃使用武力的声明，而是一个不用武力解决争端的声明；(四)争端仅限于台湾地区；(五)仅局限在中美双方之间不用武力解决争端，没有包括中共放弃对国民党使用武力；(六)不同意两个月的限制和要求举行外长会谈。[68]杜勒斯甚至认为该草案根本没有讨论余地。在杜勒斯的授意下，约翰逊在会谈中极力避免对5月11日草案的细节进行评论，只是攻击中方不愿意在台湾地区放弃使用武力，要求讨论美方的4月19日草案。事后约翰逊自己都承认，这种避而不谈的战术在短时间内有效，但会激化主要问题，影响美方要将会谈保持下去的策略。[69]
从5月11日王炳南提出中国方面有关放弃使用武力的第三个草案后直到8月份，中美会谈基本没有进展。6月14日周恩来在接见印度驻华大使拉·库·尼赫鲁时认为，美国的方针就是拖，同时也阐明了中国的态度：“如果拖对我们有利，我们就跟他拖，如果拖对我们不利，我们随时都可以不跟他拖。”[70]
中方表现相当的灵活性，采取的战术也是有理有节的。7月10日王炳南向约翰逊建议，如果下次会谈约翰逊拿不出新的建设性方案，他建议会谈进行第二议程别的议题的讨论，如贸易禁运。在7月26日会谈上他再次提出禁运问题，认为这个问题阻碍了两国关系正常发展，约翰逊拒绝讨论该问题。
台湾当局一直关注着中美大使级会谈的进程，台湾原本就反对会谈，而且对讨论放弃使用武力更是担忧。台湾的立场得到美驻台“大使”兰金的支持。兰金认为，“这样的联合声明对我们的利益将造成很大的危害。而且，我认为日内瓦会谈应该终止；其实，它早就应该终止了”。[71]
尽管美方在谈判中一再设置障碍，使谈判几度陷入僵局，但是也不愿意看到谈判破裂。饶伯森曾向顾维钧表示，美国不打算使会谈破裂，原因之一是使在押美国人能离境，二是想得到中方放弃使用武力声明。但当谈判陷入僵局、面临破裂时，美方既不作让步，也不主动提出谈判破裂。杜勒斯指示约翰逊如果中方宣布谈判破裂，他就应该立即发表声明，把谈判破裂的责任推给中方。
中国政府为了打破僵局，推动谈判，采取了一项重要举措。1956年8月6日，中国政府取消不让美国记者入境的禁令，向美国15个重要的新闻机构发电，邀请他们派记者来华作为期一个月的访问。这些机构包括《纽约时报》、《纽约先驱者论坛报》、《商业周刊》、《美国新闻与世界报道》、合众社、全国广播公司、哥伦比亚广播公司等。这是中国方面愿意改善对美关系真诚愿望的具体体现。1956年8月21日，毛泽东在同来访的老挝首相富马的谈话中说，“我们要搞好关系，我们也愿和美国搞好关系。和美国在板门店谈了两年，在日内瓦谈了一年，相信终有一天会谈好的，我们不着急。”[72]8月29日，毛泽东又在党的第八次全国代表大会的政治报告稿上写道，“为了和平和建设的利益，我们愿意和世界上一切国家，包括美国在内，建立友好关系。我们相信，这一点，总有一天会做到的。”[73]周恩来在1956年12月访问印度时，在记者招待会上谈及中美关系时说，“自从万隆会议以来我们一直在尽我们最大的努力来改善中国和美国之间的关系。在日内瓦的中美会谈中我们提出了建议，为的是缓和并消除台湾的紧张局势……我们的这一切努力没有得到美国政府的相应的反应和赞同。”[74]8月6日的决定就是这种努力的一部分。
但美国政府仍坚持其僵硬政策。1956年8月6日，接到中国政府邀请的《纽约时报》发行人赛勒斯·苏兹贝格询问杜勒斯是否可以得到访华的签证，杜勒斯回答说，对去中国大陆旅行的限制规定不变。苏兹贝格又向墨菲询问有关国务院对访问中国问题的真实态度，墨菲说，国务院的态度与有关禁止美国公民去红色中国旅行的规定是一致的。苏兹贝格试探问道，若记者不顾该禁令，接受邀请，前往中国，国务院将如何处置？墨菲说，那就会被吊销护照。墨菲劝告苏兹贝格，《纽约时报》是全美最著名的报纸之一，苏兹贝格的名字也与之密切相连，如果他违反政府的政策，影响就大了。[75]
8月7日，美国国务院发表新闻公报，表示坚持“不发给有效至共产党中国旅行的护照的政策”，并称“不能认为美国人接受中国共产党邀请前往共产党中国旅行是符合美国最大的利益的”。[76]
8月18日，艾森豪威尔授权国务院声明，他的有关记者访华的立场与国务院8月7日的声明是一致的。8月20日国务院致电驻香港总领事，授权其阻止美国记者经香港进入中国大陆，认为此时美国人访华将危害对外关系原则及违背美国的国家利益。如有记者不听劝阻，回国后将吊销其护照，以示惩戒。
美国新闻界对于国务院的僵硬态度，表示了强烈不满，8月18日，《纽约时报》发表评论，第二天又发表一封来自美国几家大报、通讯社、广播网的联合抗议。合众社社长斯塔泽尔约见代理国务卿等官员，要求派合众社驻香港记者访华，令国务院大伤脑筋。
中方还希望在贸易方面推动会谈。8月21日，王炳南就禁运问题提出协议草案，希望两国“各自主动采取措施来消除他们两国之间的贸易的障碍”，9月22日，中方再次提出关于促进中美人民来往和文化交流的协议声明，建议两国“将各自主动采取措施，来消除目前阻碍他们两国人民自由来往和进行文化交流的障碍”。[77]10月16日中国外交部在有关上述协议草案的声明中第一次明确提出，“就中美会谈而言，如果双方能对这些比较容易解决的问题达成协议，那就将不仅打开中美两国人民之间接触的道路，而且肯定地还会改善中美会谈的气氛，有助于中美间其他有所争执的问题的解决。”[78]也就是说，中美会谈可先易后难，使会谈走出僵局。约翰逊遵照国务院的指示，不对王炳南的禁运协议草案作任何评论，只是坚持只有中国接受美方4月16日关于放弃使用武力的协议草案后，才能考虑讨论禁运等问题。9月24日，美国国务院发表声明，“在中共继续拒绝放弃在台湾地区使用武力，并且继续把被监禁的美国公民留作政治人质……这样一个时候，美国不准备与中共开始讨论贸易限制的问题”。[79]
在美方拒绝讨论禁运后，王炳南在9月22日提出了促进中美人民来往和文化交流的协议声明。在10月4日的会谈中，约翰逊再次强调，只要美国公民仍然被押在中国，就谈不上什么文化交流，这是美国政府的立场。杜勒斯从一开始就反对记者访华，也反对被押在中国的美国人的亲属访华。另外1956年前《密勒氏评论报》编辑鲍威尔夫妇(John Powell and Sylvia Powell)因撰文揭露美国在朝鲜战争中使用细菌武器，在旧金山遭指控，其辩护律师威林(Abrahan Wirin)要求前往中国取证，美国国务院也拒绝给其发护照。杜勒斯在1957年2月5日的记者招待会上，一再称中国邀请记者访华是“阴谋”，因此杜勒斯重申“只要是目前至少可以说是半交战状态的那种情况仍然存在，只要是我们还没有承认那个政权，那么，在任何情况下，我们都不会颁发前往共产党中国的护照”[80]。杜勒斯担心的是，若在记者问题上让步，将成为一条漫长而难以捉摸道路上的第一步，传教士、商人及游客就将接踵而来；其次是现行政策有任何修改，都将在一些地区，尤其是在美国的盟国中引起误解，如台湾、韩国和东南亚，他们就会把这当做承认中共政权的第一步，杜勒斯的结论是，把记者拒置于中国大门之外，是美国最大利益之所在。[81]
在此后的会谈中，只是双方对各自立场的重申，而没有什么新的内容。王炳南要求谈禁运及文化交流，约翰逊要求放人及放弃使用武力，基本上各谈各的。会谈次数从平均一个月两次，到1956年底起，变成了一个月一次。针对美方拒绝作出任何让步的僵硬立场，周恩来1957年1月29日在尼泊尔首都加德满都对记者说，“这证明美国老是希望别人让步，而自己却不想作任何让步。这就是不能达成妥协的原因。只有双方向前走，他们才能握手。但是美国却甚至在我们伸出了手的时候也拒绝握它”。[82]
僵持状况从1956年下半年一直持续到1957年的年中，美国新闻界及各界有识之士继续在为打破人员往来的禁区而努力。8月22日，美国国务院突然宣布允许24名美国记者来华，但仍然强调美国人去中国大陆旅行是不符合美国政策的，或者说是不合法的，而且美国不打算给中国人以互惠的签证。[83]
1956年11月8日，在“美国人大会”[84]的年会上通过了一个报告，要求允许美国记者去中国旅行，允许美国学者实地去研究中国。12月24日，《美国黑人报》记者威廉·沃西(William Worthy)不顾国务院禁令进入中国，随后《观察》杂志的记者埃德蒙·史蒂文斯(Edmund Stevens)和菲力浦·哈林顿(Philip Harrington)也到中国采访。12月28日，美国国务院发表声明，由于他们违反了规定，他们返回美国后护照将失效。三位记者作出了强烈的反应，沃西在1957年2月10日出现在全国性新闻广播网上，以取得支持。而《观察》杂志则支持史蒂文斯及哈林顿，决心在华盛顿为他们举行听证会，为他们与国务院打官司。
2月6日，美国报纸发行人协会主席威廉·德怀特(William Dwight)致电艾森豪威尔总统、尼克松副总统、众议院议长雷伯恩(Sam Rayburn)抗议国务院禁止美国记者去中国大陆采访，要求政府尊重新闻记者的采访自由遵守以下原则：(一)受雇于美国出版和新闻机构的美国记者享有去世界上任何没有与美国交战的国家采访和撰写新闻的自由；(二)从事新闻采访的美国公民前往任何不与美国交战的国家，其护照不受限制；(三)不能对由当事者自负责任前往未与美国交战、从事其专业活动的美国记者用罚款、监禁或取消其旅行权以示严惩[85]。这些要求反映了广大新闻从业人员的共同呼声，国务院不能完全充耳不闻。
