会谈重启之后，由于比姆和王炳南都在波兰，会谈地点就移至华沙。美国国务卿杜勒斯不允许比姆进入中国大使馆，还拒绝了中方提出的轮流在两国大使馆举行会谈的提议。在这种情况下，波兰政府提供帮助，把华沙市瓦金基公园里的梅希里维茨宫交给中美双方使用。

会谈的内容主要是台湾问题、印支问题、核武器问题以及一些随时出现的重大国际问题。每次会谈大体要经过3-4轮，头两轮一般都是双方宣读事先准备好的讲话稿，如有重要问题一般都是留给下一次会谈，以便有足够的时间请示国内。

由于双方在台湾问题上分歧太大，而中方当时的谈判策略是把台湾问题作为解决其它问题的前提，所以中美大使级会谈并没有产生特别重大的成果。1972年，毛泽东对来访的美国总统尼克松（Richard Milhous Nixon）说，你们要搞人员往来这些事，我们就死活不肯。十几年，说是不解决大问题，小问题不干，包括我在内。后来发现，还是你们对。

即便如此，中美大使级会谈仍旧是中美关系史的一个重要组成部分。在美国政府极端敌视中国、两国关系处于隔绝的年代，中美会谈是表明各自立场的唯一渠道，这对促进中美两国政府层面的相互了解来说是十分必要的。

中美大使级会谈为中美两国的进一步接触提供了条件。1971年7月，美国总统特使基辛格（Henry Alfred Kissinger）秘密访华。1972年2月，尼克松总统访问中国，两国共同发表上海联合公报，中美关系开始走向正常化。

营救钱学森回国

在中美大使级会谈进行的这些年里，有一件事是它的重要功绩之一，那就是中美双方在会谈初期达成了一个协议，使得那些旅居美国的中国人可以回到祖国。这些人里有包括著名导弹专家钱学森在内的130多位科学家。

在中美大使级会谈举行的前一天，中国宣布释放11名扣押的美国飞行员，为会谈创造良好气氛。会谈要解决的第一个问题就是双方平民回国问题，9月10日，双方达成一项著名的协议，即“中华人民共和国承认在中华人民共和国的美国人愿意返回美利坚合众国者（美利坚合众国承认在美利坚合众国的中国人愿意返回中华人民共和国者），享有返回的权利，并宣布已经采取，且将继续采取适当措施，使他们能够尽速行使其返回的权利”。