20世纪70年代，这是一个转折时期，形势变化十分微妙
　　 1970年5月，美国把战火从越南扩大到柬埔寨，毛主席发表著名的“五二〇声明”，呼吁“全世界人民团结起来，打败美国侵略者及其一切走狗”。同年12月，毛主席通过斯诺给尼克松总统传话，说如他想到北京来，坐上一架飞机就可以嘛。谈不成也可以，谈得成也可以嘛，何必总是僵着？还指出，中美总要建交的，而中苏关系不可调和，没有什么谈的。1971年4月，毛主席亲自决定邀请美国乒乓球队访华。中美“乒乓外交”，正如周总理所说，“小球转动了大球”，在国际上引起巨大反响。同年7月，尼克松在堪萨斯城发表讲话，承认战后25年世界发生巨大变化，美国遇到了做梦也想不到的挑战，希望与中国一起共同遏制苏联的对外扩张。与此同时，基辛格秘密访华。1972年2月，尼克松访问中国，被称为“改变世界的一周”。美国宣布承认一个中国，中美关系开始改善。
　　 1973年，毛主席提出“一条线”的战略，就是从日本到欧洲，一直到美国这样的一条横线，联合起来对付“北极熊”。1974年，毛主席进而提出“三个世界”的理论，具体指团结亚、非、拉第三世界，争取欧洲、日本、澳大利亚、加拿大等第二世界，反对第一世界――美苏两霸，侧重打击苏联霸权主义。中苏敌对的状况一直持续到20世纪80年代初。
　　 20世纪70年代中期，中苏两国关系中还发生过“间谍飞机”事件。苏联一架直升飞机误入我新疆境内，被当作间谍飞机抓获，并公开报道宣传。苏方一再要求释放机组人员，我方未予理睬。过了一年半多，苏外交部主管苏中关系的官员私下表示，要我方看在苏联人民的面上，释放机组人员回家过年。毛主席得知后指出，是否可以释放？我有关部门经研究，仍建议按间谍飞机处理，机组人员驱逐出境。毛主席详细了解情况后指示：三人无罪，罪在上级。临走前请他们吃顿饭，欢送回国。1975年元旦前夕，外交部通知苏方：经调查，机组人员关于误入中国的说法是可信的，现予释放，飞机交还。这等于公开承认过去搞错了。这在中苏两国关系史上是少见的，体现了毛主席一贯倡导的着眼于人民的思想。同时，即使在关系紧张对立时期，出于全局考虑，适当时候也可在策略运用上体现灵活性，使两国关系有所松动。
　　 20世纪50年代签订的《中苏友好同盟互助条约》，到1980年满30年。条约中规定，在期满前一年，如任何一方不表示中止，则条约自动延长五年。这一条约早已名存实亡，但如何处理，是废除还是中止，费了一番周折。最后，于1979年4月以全国人大通过决议的方式指出：鉴于国际形势发生重大变化，由于并非中方的原因，条约遭到践踏，决定期满后不延长。同时，通过外交途径将上述内容照会苏方，并建议就解决两国之间悬而未决的问题和改善两国关系举行谈判。苏方表示同意。
　　 1979年9月至11月，在莫斯科举行了中苏国家关系的谈判。这是自1964年以来中国派往苏联的第一个高级代表团。中央指示，谈判中要坚持原则，不要示弱，谈而不骂，绵里藏针。这次谈判的核心问题是，要苏联从中苏边境和蒙古撤军，停止支持越南侵柬反华。我方强调，这两个问题解决了，中苏就可以发展关系。由于双方立场尖锐对立，谈判没有取得进展。1979年底，苏联出兵阿富汗。1980年1月，中方宣布，在苏侵略阿富汗、为两国关系正常化制造新的障碍的情况下，进行中苏国家关系谈判显然是不适宜的。后来，实际上两国边界谈判也中断了，而且一断就是9年。