会谈结束后，刘少奇、高岗、王稼祥联名致电毛泽东，汇报了会谈情况，并就贷款形式、代表团活动方式、派往中国的第一批苏联专家、解放新疆的时间等问题，请示毛泽东。
7月2日，双方进行了第二次会谈。3日和4日，毛泽东就代表团请示的问题，复电同意“苏中两方组织共同委员会来把借款和定货等问题具体化”，并建议：
由于我们全国经济机关方开始成立，地区不断扩大，专家缺乏，材料缺乏，故目前实无法提出全部货单，可否请联共中央同意将共同委员会设在中国，由柯兄先带主要专家来华与我们共同商定全部或主要部分货单。
毛泽东还同意代表团以书面报告方式提出问题。
遵照毛泽东的指示，7月4日，刘少奇代表中共代表团向联共中央和斯大林递交了一份一万多字的书面报告。这份报告分中国革命目前的形势、新的政治协商会议与中央政府、关于外交问题和关于苏中关系问题四个方面，向苏方做了全面通报。
斯大林看后表示完全赞同报告中提出的观点，并在报告上批了15个“对”字。
报告在讲到关于苏中关系问题时说了这样一段话：
在民主党派及学生和工人中，有人提出苏联在旅顺驻兵，蒙古独立及苏联运走东北机器的问题。我们曾向这些人解释：当我们自己还不能防守自己的海岸时，如果不赞成苏联在旅顺驻兵，那就是对帝国主义的帮助。关于蒙古人民共和国的问题，我们说：蒙古人民要求独立，根据民族自决的原则，我们应该承认蒙古独立，但蒙古人民共和国如果愿意与中国联合，我们自然欢迎。这只有蒙古人民才有权力决定这个问题。关于苏联从东北运走机器设备的问题，我们说：这些机器是日本人的，苏联把这些东西当作胜利品运走，去建设社会主义，免得落在反动派手中以此反对中国人民是完全正确的。
7月6日，刘少奇又致信斯大林，就学习苏联经验和要求苏联援助的有关方面提出了八个问题。
7月11日，高岗参加了中苏双方在克里姆林宫举行的正式会谈。会谈中，斯大林就中国民族资产阶级问题、人民民主专政问题、外交问题以及中苏关系等问题发表了重要讲话。双方还就在莫斯科办一所中国大学、在中国大连办一所海军学校、从蒙古的乌兰巴托到中国的张家口修一条铁路等问题交换了意见。
7月15日至26日，中共中央代表团和苏联国家计划委员会、财政部、商业部、国家银行等的负责人分别进行了交谈，并参观了一些工厂和集体农庄。
7月18日，刘少奇和高岗、王稼祥向中共中央、毛泽东报告参加11日联共中央政治局会议及与斯大林谈话情况。
7月22日，中共中央致电刘少奇、高岗、王稼祥：任弼时血压仍有190以上，稍劳累即增高，罗荣桓病加重，两人均不宜远征治病。要求根据商定的专家名单，向苏联提议先派两位名医来给任、罗治病。
7月25日，毛泽东复电刘少奇、高岗、王稼祥，回答了五个方面的问题：
（一）借款协定，你们表示原则上同意，具体文字待译好后再谈的态度是对的。我们亦正在研究协定的文字，明天或后天即有电报给你们。
（二）同意在莫斯科建立一个中国大学。我们正需要学习苏联在各项工作中的和资产阶级不同的一套学说和制度，设立这样一个大学是很必要的，但经费应讲明由中国担负为适宜。
（三）同意在目前就开始派遣各种参观团到苏联去参观和学习各项经验，待代表团回来即可作出具体计划，分期派出。
（四）同意派邓力群任中共中央联络员，于1949年8月14日（由苏联莫斯科到达新疆伊犁）到新疆建立电台联络。
（五）同意苏共组织摄影队随人民解放军行动去拍摄电影，如有必要可组织三个至四个摄影队，四个野战军各派去一个队。
7月27日，斯大林在孔策沃别墅宴请了中共代表团。席间，斯大林对中国革命给予高度评价，并说把马克思主义的一般原则应用到实际中去，中国有许多经验值得苏联学习。
这次中苏会谈是卓有成效的。以斯大林为首的联共中央热情接待了中共代表团，“历次会见都是在热情洋溢、友好诚挚的气氛中进行的”(3)。
7月30日，刘少奇和马林科夫在莫斯科分别代表中国政府和苏联政府签订了苏联共产党向中国共产党提供3亿美元贷款的协定。当天下午，刘少奇还同苏联外交部长维辛斯基座谈了3个小时。