斯大林出于蘇聯(lián)自身利益的考慮，提出了外蒙古問題。他直言不諱：外蒙古要求獨立，中國政府應(yīng)承認外蒙古現(xiàn)狀，蘇聯(lián)不打算吞并外蒙古，亦希望中國準(zhǔn)許外蒙古脫離。蘇聯(lián)雖然多次承認外蒙古為中國領(lǐng)土，但是，現(xiàn)在為蘇聯(lián)國防著想，不得不在外蒙古駐軍。以往日本曾試圖從外蒙古進攻西伯利亞，所以，我們盼望外蒙古能獨立并且同蘇聯(lián)結(jié)盟，以保障蘇聯(lián)領(lǐng)土安全。斯大林還聲稱，如果蘇聯(lián)在外蒙古問題上得不到滿足，這次會談就不可能達成任何協(xié)定。

遵照蔣介石的指示，宋子文在會談中不準(zhǔn)備著重討論外蒙古問題。他說，中國政府目前可以不向蘇聯(lián)提請商議外蒙古問題，希望斯大林亦不提這個難題。因為中國任何一個政府如果喪失土地完整，必為國人不諒。宋子文認為斯大林沒有理解中國政府關(guān)于外蒙古問題的立場。中國政府無論如何也不能放棄外蒙古，因為這樣做將會使西藏問題復(fù)雜化。如果割讓外蒙古，中國人民對政府將失去信仰。

關(guān)于旅順問題，斯大林出于“顧念中國政府地位”的考慮，同意不用租借方式，由中蘇共管使用，期限為45年。他表示，中東鐵路和南滿鐵路只限于干線，平時不運送軍隊。斯大林還提出，鐵路也由中蘇共管，利益均享，期限為45年。

雙方還討論了國共兩黨問題。宋子文強調(diào)，國民黨政府愿在軍權(quán)、政權(quán)統(tǒng)一之下，容許共產(chǎn)黨參加政府，但領(lǐng)導(dǎo)權(quán)屬于國民黨，而且不能有聯(lián)合政府。斯大林表示同意，他說，以國民黨的歷史關(guān)系，應(yīng)該居于領(lǐng)導(dǎo)地位，但是，如果國民黨政府不容納中國共產(chǎn)黨，將難以克服其困難。斯大林聲明，這是為中國利益著想，并非有意袒護任何黨派。

當(dāng)天的會談持續(xù)了三個半小時，從宋子文給蔣介石的電報來看，雙方在東北三省問題上“比較滿意”，但“外蒙問題則成僵局”。

由于宋子文的強硬態(tài)度，經(jīng)過激烈的爭論之后，斯大林未能迫使中方接受他的要求。事后，宋子文告訴哈里曼，中國人民雖然知道中國目前不能對外蒙古行使主權(quán)，但是，如果某個政府放棄中國在這個區(qū)域的權(quán)利，人民是不會擁護它的。事后，宋子文訊問哈里曼，羅斯福過去對這個問題的解釋如何，他請哈里曼立即致電華盛頓詢問美國政府的實際看法。

可是，美國的回答使宋子文有些失望。7月4日，杜魯門通過國務(wù)卿貝爾納斯電告哈里曼，美國在目前莫斯科的討論中不愿對雅爾塔協(xié)定中的任何一點充任解釋者。但哈里曼可以“非正式地”向宋子文說明他的了解：就美國方面來說，雅爾塔協(xié)定中關(guān)于外蒙古地位所用字句的解釋，沒有任何討論。既無討論，那么按照大家對這些寫下了的字句公認的意思，就是外蒙古目前事實上和法律上的地位應(yīng)當(dāng)保持下去。