而談判邊界問題的前提，將9月18日中國政府致蘇聯部長會議主席柯西金的信改寫成臨時措施協議草案提交蘇方。蘇方卻從兩國政府的諒解向後倒退，拒不討論草案，甚至根本否認兩國政府首腦達成了諒解，口口聲聲隻要求立即開始邊界談判。
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會談經過一段交鋒後，周恩來在一次交談中說：兩國總理達成的諒解都不算數，談判有什麼用？不能開這個端。在請示毛澤東後，他決定：要堅持地攻下去。據此，中方代表團向蘇方代表團列舉了兩國政府首腦機場會見的記錄，蘇方無言以對，隻得派下層工作人員和中方透露說，這是他們最高層的意思。隨後，中方才明白蘇聯用意所在。談判開始後不久，10月25日，蘇聯和美國共同宣布，將舉行兩國限製戰略武器談判。11月18日，蘇聯又在與中國新疆接壤的地區建立中亞軍區。實際是想用外交和軍事的雙重壓力來迫使中國就範。
但中國仍按事先準備好的談判策略，堅持先討論臨時措施協定。在中方的一再堅持下，蘇方雖不得不討論臨時措施，卻又不承認中蘇邊界存在著爭議地區。中方強調指出：承認存在爭議地區，隻是承認中蘇雙方對這些地區的領土歸屬有爭議；關於這些爭議地區究竟應歸誰所有，需要留待將來討論邊界走向時解決。這是不容置疑的客觀事實，也是柯西金在機場會談中所同意的概念。蘇方卻硬說：中方提出的“爭議地區”的概念是對蘇聯提出領土要求，是企圖不經劃界就事先解決領土問題。由於蘇方頑固堅持這一立場，使中蘇邊界談判陷入僵局。12月下旬，蘇方代表團團長庫茲涅佐夫返回蘇聯，談判進入休會期。
1970年5月1日，毛澤東在天安門城樓上對蘇方代表團副團長說：我們應當好好談判，談出個睦鄰關係來，要耐心，要文鬥不要武鬥。
但庫茲涅佐夫回到北京以後，談判仍無進展。蘇方為擺脫不願達成臨時措施協議的窘境，建議雙方發表一項互不使用武力的聯合聲明。周恩來指出：一項空洞的意向性的聲明哪能解決大軍壓進的緊張局勢？後蘇方又改提簽訂互不使用武力或互不侵犯條約。周恩來指出：談緩和邊境局勢，連維持邊界現狀、避免武裝衝突、武裝力量在爭議地區脫離接觸的協議也不願達成，談邊界連存在爭議地區都不承認，還侈談什麼條約？大概他們早就忘了，中蘇之間不是還有友好同盟互助條約嗎？實在是個諷刺。
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