7月4日，美国新任国务卿贝尔纳斯奉杜鲁门之命电告哈里曼，让他非正式地转告宋子文：就美国方面而言，《雅尔塔协定》中关于外蒙古地位所用字句的解释，未经任何讨论。电报还说：美国对外蒙古现状的理解是，“虽然在法律上外蒙古的主权至今属于中国，但事实上这个主权未被行使。”两天后，华盛顿告诉莫斯科和重庆，美国政府作为《雅尔塔协定》的一方，它希望在中苏之间达成最后协议之前，有提出意见的机会。
7月7日晚11时，双方举行第三次会谈。斯大林一开口就直入主题：“如果外蒙古问题得不到解决，也就不可能讨论中苏条约的问题。”
宋子文依据《雅尔塔协定》关于“外蒙古之现状，应加以保存”的字句，对维持现状作了与斯大林截然相反的解释，并说道：“中国不能承认外蒙古独立。”宋子文几乎是在哀求斯大林：“如果一个中国政府承认外蒙古独立，没有不垮台的。”
可是，斯大林管不了这么多，大声嚷道：“我们绝不能同意。苏联政府出兵参战，自然是为了拯救苦难的中国人民。但我们决不能白干，是要报酬的！”
对此，宋子文仍然以尚未接到中国政府的意见、本人无权决定为托辞，没有答应。
“你不能作主，那你来干什么？”斯大林一脸的不高兴。
面对斯大林咄咄逼人的气势，宋子文只好以试探性的口气说：“我们代表团的意见是让外蒙古实行高度自治……”
斯大林立即打断宋子文的话，问道：“什么叫高度自治？”
“军事、内政和外交权归外蒙古，苏联政府可以派军队去。”宋子文小心翼翼地向斯大林解释说。
斯大林要得到的并不是外蒙古的高度自治，他接着提出了四个协定草案：一、中东铁路和南满铁路的协定；二、旅顺口和大连的协定；三、中苏和平友好协定；四、外蒙古独立的声明。
宋子文看了这些草案后，不敢接受，当场就退还给莫洛托夫。不料，莫洛托夫的语气也很强硬，满脸怒容地对宋子文说：“你最好把它们收下。”
鉴于宋子文当晚的态度，斯大林意识到再僵持下去已毫无意义，但在临近结束的时候，他还忘不了说一句威胁的话：“既然如此，那么我们将什么也谈不成！”
