毛泽东一生中极少出国。他对社会主义老大哥苏联的访问也仅有两次，却迭生误会，颇多不快。
首次访苏：“柳暗花明又一村”
中华人民共和国宣告成立的次日，毛泽东就收到了苏联关于承认新中国，并决定建立外交关系的照会。他激动万分，破例同送来照会的机要秘书握了握手。11月5日，苏联在中国东北专家的负责人科瓦廖夫告诉毛泽东，斯大林愿意在任何时候欢迎他去莫斯科。毛泽东表示，他盼望能在12月斯大林70诞辰之际前往莫斯科。
4天后，毛泽东以中共中央名义致电中国驻苏联大使王稼祥：“我们已请科瓦廖夫通知斯大林同志，请他决定毛主席去莫斯科的时间。我们认为毛主席可于12月初动身去莫斯科。”11月10日，周恩来受托拜访了苏联驻华大使罗申，将毛泽东访问莫斯科的愿望通知了他，请他转告莫斯科。并说毛泽东此次莫斯科之行，除了同斯大林进行个人之间的友好接触外，主要目的是想就中苏条约问题同斯大林进行讨论。过了两天，在接到斯大林的正式邀请函后，毛泽东即致电斯大林：“感谢你欢迎我到莫斯科去。我准备于12月初旬动身。”
启程之前，毛泽东对这次访问信心十足，显得很高兴。因为无论是米高扬还是斯大林，都承认苏联政府同国民党政府于1945年8月签订的《中苏友好同盟条约》是不平等的，况且斯大林已经答应，等他去莫斯科讨论条约问题。
12月6日，在罗申和科瓦廖夫的陪同下，毛泽东及其随行人员陈伯达、师哲、叶子龙、汪东兴乘坐专列徐徐离开北京西直门火车站。经满洲里边境倒车后，毛泽东一行于12月16日中午抵达莫斯科北站，受到苏共中央政治局委员、部长会议副主席莫洛托夫，政治局委员、国防部部长布尔加宁元帅，外贸部长缅什科夫，外交部副部长葛罗米柯的热烈欢迎。
当日下午，毛泽东走进克里姆林宫斯大林的办公室。在寒暄之后，双方开始了第一次会谈。毛泽东对斯大林说，当前最重要的问题是保障和平。中国需要3至5年的喘息时间，可以利用这段时间把经济恢复到战前水平，使全国形势稳定下来。解决中国最重要的问题取决于和平的前景。因此，中共中央委托我向您，斯大林同志问明一个问题：怎样保障国际和平，保障程度如何？
斯大林回答说，目前并不存在对中国的直接威胁，日本尚未从战争中恢复过来，因此不想打仗。美国虽然大肆叫嚣要发动战争，但它害怕战争，欧洲人又被战争吓破了胆，实际上并没有人同中国打仗。他信心十足地表示：和平取决于中苏两国共同的努力，“如果我们齐心协力，和平不仅可以保障5至10年，而且可以保障10至20年，还可能更长一点时间”。
随之，毛泽东将话题转到中苏条约这个棘手的问题上。斯大林很干脆地说，应该讨论和解决这个问题，但“必须弄清楚，是应当宣布保留现行的1945年苏中同盟友好条约，还是现在就对条约作适当的修改”。他强调，该条约是继雅尔塔协定之后，由苏中两国签订的。雅尔塔协定规定了该条约的主要条款。这表明上述条约的签订，已经征得了美英两国的同意。鉴此，“我们内部决定暂不修改该条约的任何条款”。如果改动其中的一个条款，都会给美国和英国提供法律上的借口，他们就会乘机提出修改有关千岛群岛、库页岛、南萨哈林等地的条约问题。他说，可以采取变通的办法，形式上保留，实际上修改现行条约，即表面上保留苏联在旅顺驻军的权利，但根据中国政府的建议撤走驻扎在旅顺口的苏联军队。至于涉及中国主权的旅顺和中长铁路问题，他认为，“表面上可以保留协定的有关条款，而实际考虑到中方的愿望可以进行修改。不过，如中国同志对这些办法仍不满意，那么，他们可以提出自己的建议”。
毛泽东没有反驳斯大林。他表示，中长铁路和旅顺口的现状符合中国的利益，甚至还承认，中共中央在讨论条约问题时，没有将美英对雅尔塔协定的立场考虑进去，只想到要签订新条约。故此，他强调说：“怎么对共同事业有利，我们就怎么办。这个问题要慎重考虑。不过现已清楚，目前不要急于从旅顺口撤军，也不要急于修改条约。”
会谈中，双方还就贷款、贸易和建立航空联系等问题交换了意见，斯大林均慨然允诺。
会谈结束后，由于斯大林没有约定双方下一次会谈的时间，所以毛泽东在别墅里闲待了数日。在12月21日斯大林的生日庆典上，毛泽东受到热忱款待，被特意安排坐在斯大林的身边。毛泽东在祝词中表示，他这次参加庆祝斯大林70寿辰盛会，“衷心至为愉快”。他声称，斯大林是世界人民的导师和朋友，“也是中国人民的导师和朋友”。他发展了马克思列宁主义的革命理论，并对于世界共产主义运动事业作出了“极其杰出和极其宽广的贡献”。
次日，在参加完斯大林的祝寿宴会后，毛泽东邀科瓦廖夫到他那里谈话，并请科瓦廖夫把这次谈话记录交给斯大林。毛泽东表示，他希望在12月23日至24日举行一次会议，以解决中苏条约、贷款协定、贸易协定、航空交通协定以及缅甸承认中国的问题。根据该方案，毛泽东坚持要把周恩来叫到莫斯科签订各项协定。毛泽东还提出，他希望拜访莫洛托夫、米高扬、布尔加宁、什维尔尼克，并同他们进行交谈。
12月24日，在第二次会谈时，斯大林压根未提条约问题，只谈了越南、日本、印度等兄弟党的一些情况。这使毛泽东极为恼火，情绪顿时由晴转阴。对苏方安排的观光等活动，毛泽东拒不参加。
转眼到了1950年1月1日，毛泽东对前来拜访的罗申说，他原定在苏联停留3个月，现在鉴于“国内的工作情况”，他准备将时间缩短为2个月，1月底离开莫斯科，2月初回到国内。但出人意料的是，这天斯大林忽然同意签订中苏条约，毛泽东也同意发表对塔斯社记者谈话。
