1949年12月6日，毛澤東乘坐的專列從北京西直門火車站徐徐啟動，向北方駛去。毛澤東訪問蘇聯，是中華人民共和國成立初期最重要的外交活動。這也是毛澤東平生第一次走出中國故土，到國外訪問。專列經東北駛過滿洲裏後，頂著凜冽的寒風，沿著漫長的西伯利亞鐵路前往莫斯科。
經過10天的漫長旅行，12月16日，莫斯科時間中午12點，火車抵達莫斯科北站，受到蘇聯領導人的熱烈歡迎。毛澤東發表書麵講話說：“我這次獲有機會訪問世界上第一個偉大社會主義國家蘇聯的首都，是生平很愉快的事。”①歡迎儀式結束後，毛澤東前往莫斯科郊外的原斯大林別墅(姐妹河別墅)下榻。毛澤東在這裏一住就是兩個月，一直到1950年2月17日才離開莫斯科回國。新中國剛剛成立，國內工作千頭萬緒，毛澤東為什麽要在蘇聯待兩個月的時間?
毛澤東這次訪問的主要任務是商談和簽訂兩國之間的有關條約、約定，並商議與解決有關兩國利益的若幹具體問題，還有一個任務是慶祝斯大林七十壽辰。在事關兩國利益的重大問題上，雙方談判並不順利。毛澤東甚至被冷落，並因此而大發脾氣。雙方在拖延戰術中鬥智鬥勇，雖然耗費了時間，但是終於收獲了勝利的果實。
毛澤東到達莫斯科的當天晚上就拜會了斯大林。兩人熱烈握手，相互問候致意。斯大林說毛澤東比他想象中更年輕、更健壯。②他對中國革命取得的偉大勝利表示祝賀。陪同訪問的翻譯師哲回憶，當時會見的氣氛十分熱烈、動人。
在隨後進行的會談中，在一些實質問題上，雙方的觀點存在很大差異。當毛澤東談到中蘇友好同盟和互助條約時，斯大林婉拒簽訂新條約，理由是必須顧及雅爾塔體係。斯大林說： “這個條約(指1945年8月14日中國國民黨政府同蘇聯政府在莫斯科簽訂的《中蘇友好同盟條約》——引者注)是根據雅爾塔協定締結的，這就意味著這個條約的簽訂是取得了美、英同意的。即使對某一條款的修訂，也會在法律上給美、英以口實，他們會提出修改有關千島群島、南庫頁島條款的問題。”③毛澤東表示，我們采取的行動，必須符合公眾最大的利益。這個問題需要好好考慮一下。斯大林雖然也表示1945年的中蘇條約是不平等的，但是以顧及美、英為理由，不願意放棄在中國東北的利益。毛澤東這次訪問的一個重要任務就是要求廢除舊條約。雙方在這個根本問題上分歧是十分明顯的。