在当天举行的谈判中，斯大林同意中国在战胜日本和公民投票后承认外蒙古独立，但中方必须作出让步，在相关的声明中说明外蒙古人民已经多次表明他们的独立愿望。斯大林还表示，苏联在对日作战胜利后二三个星期开始撤军，二个半月撤完。

至此，尚未解决的问题包括外蒙古边界、中东铁路所有权、苏联在铁路沿线驻扎军队以及铁路董事长局长人选等。由于若干问题已“圆满解决”，所以，当天的谈判显得“稍见和洽”。

两天之后，即7月13日，中苏谈判因斯大林出席波茨坦会议而中断。宋子文返回重庆同蒋介石进行磋商。随后，蒋介石通过彼得罗夫向斯大林转交了一封信。他在信中表示，中国在大连、旅顺和中东铁路问题上可以作出让步，但由中苏军事委员会联合使用旅顺港的事宜，中国行政人员的任命，“不能先征得苏方同意”。大连作为东北的主要港口，“须置于中国行政管理之下”。而且，“大连以及由长春至大连之铁路不得划入军事区”。

蒋介石对外蒙古问题一直耿耿于怀。因为他对维持外蒙古现状的理解是“中国有宗主权”，所以，在宋子文赴苏谈判之前，国民党中央对外蒙古问题并没有认真研究。结果，苏联方面提出外蒙古问题，多少有些出乎蒋介石的意料。他一再承认，外蒙古独立对于中国牺牲太大，中国人民和国民党内部“都会反对”。7月19日，蒋介石同彼得罗夫谈话时明确表示，为了让苏联保证中国东北主权完整，帮助他解决中共和新疆问题，他才有可能“排除一切反对意见，解决外蒙问题”。

鉴于中方在满足苏联条件方面“已尽最大可能作出了让步”，但蒋介石担心斯大林还会提出使他无法接受的要求，于是，他希望杜鲁门在波茨坦会议上能够按照中国政府的意愿向斯大林施加一点压力。7月20日，蒋介石致电杜鲁门：尽管中国没有出席雅尔塔会议，但你应该体会到我们已经最大限度地履行雅尔塔协定。“在外蒙古问题上我们甚至超过了这种限度，我们作出了中国舆论所许可的最大让步。”这种让步“可能已经超出了中国人民所能支持的范围”。蒋介石要求杜鲁门在同斯大林会晤时，“向他指出我们采取的显系合理的立场，使他不要坚持不可能做到的条件”。

8月10日，日本宣布接受波茨坦公告，以致中方不得不考虑日本投降对中苏关系可能产生的影响。如果不迅速达成一项协定，一旦苏军占领东北，斯大林就会更加强硬。此时，美国已经放弃了在中苏谈判中的克制态度。哈里曼奉命向斯大林通报了美国的立场，认为宋子文提出的方案符合雅尔塔协定，希望苏联方面不要再强迫中方让步。同时，杜鲁门要求斯大林不得强迫中国给予更多的租借地，尤其不要把大连划入苏联军事区。

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