9月25日晚上，米高扬再次认真地阅读了前一天苏共中央主席团所讨论的为北京谈判准备的全部协定草案和其他文件草案。当确定已经吸纳了主席团成员的所有意见后，米高扬用电话向赫鲁晓夫报告说：“我认真地、从头到尾地阅读了准备在中国讨论的全部文件。这些文件反映了中央主席团昨天会议上的所有意见，文件已经全部印完。”米高扬建议不再召集主席团会议进行表决，而由赫鲁晓夫和他本人带头在文件上签字，然后派科瓦利连夜专程送主席团各成员传阅签字。赫鲁晓夫表示同意后，米高扬便确定了表决顺序。米高扬告诉科瓦利，最后到伏罗希洛夫那里，因他住在郊外别墅，且年事已高，很少出来活动，估计不会有什么意见。传阅和表决一直很顺利，全体中央主席团成员都非常认真地阅读了文件，并签名同意，他们指出，“文件对发展和加强苏中友谊和合作具有重要的作用和意义”。令人意外的是，恰恰在苏联最高苏维埃主席团主席伏罗希洛夫那里出了问题。午夜12时以后，科瓦利最后来到伏罗希洛夫的别墅，伏罗希洛夫正穿着睡衣在前厅等待。他把文件拿去看了约一个小时，随后说：“向米高扬报告，我反对。”说完就去睡觉了。此时，赫鲁晓夫和米高扬还在克里姆林宫等待消息。他们对伏罗希洛夫的表态十分惊讶，立即决定第二天上午召集主席团会议。
9月26日上午11时，全体中央主席团成员都出席了会议。科瓦利简短地报告了表决的情况以后，赫鲁晓夫首先发言，要求伏罗希洛夫谈谈反对的理由。伏罗希洛夫回答说：“首先请允许我感谢党和中央委员会今天并没有因为我有不同意见而逮捕我，把我送进监狱，而是让我自由表述意见。我认为，目前随处可见同法西斯主义进行殊死战争而造成的可怕后果，我国人民无力承担在中国的这样一番大事业。需要设计和供应复杂的设备，谈何容易！这需要我们成千上万的专家去工作。此外，就在不久前我们还解释说，我们宣布对法西斯德国的盟国日本作战，目的就是收复旅顺口和俄日战争期间沙俄丧失的领地，而现在我们又要把它们交出去。或许，应该就这件事问问大家的想法，即使不问，至少也得让人们对此有所准备。”伏罗希洛夫发言后，赫鲁晓夫感到在这种原则问题上不能退让，便开始以强硬的口气述说自己的理由。
赫鲁晓夫强调，现在所说的原沙俄领地，自古以来就是中国的土地，只是根据租赁协定，也为了中华人民共和国利益，由双方共同使用。后来根据中国政府1952年9月15日的请求，有关旅顺口的协定已经延长了。赫鲁晓夫语气坚定地指出，如果不是建立在经济互利、相互需要和彼此承担义务的坚实基础上，那么两国之间的任何友好条约都不可能是长久的。“这是一个重要时期，如果中华人民共和国在庆祝自己建国五周年之际请求我们帮助他们改变其几百年的落后状态，而我们不能在中国社会主义工业化发展即将来临的五年采取最重要的措施，那么，我们就将失去同中国建立和巩固友谊的历史机遇”。赫鲁晓夫还表示，没有这些实际内容，苏联派如此高级的代表团去北京参加庆典、同毛泽东的会谈，将变得毫无意义。
在赫鲁晓夫的带动下，其他苏共中央主席团成员也发表了大致相同的意见。最后，伏罗希洛夫勉强在文件上签了字，会议就此结束。可见，在向中国提供大规模经济援助以及提前从旅顺口撤军的问题上，赫鲁晓夫本人确实付出了极大努力。
苏联军队撤退及旅顺基地的交接
苏联代表团的确是带着丰厚的礼物来到北京的。国庆活动结束后，中苏双方开始进行会谈。赫鲁晓夫在10月2日与毛泽东的第一次正式会谈中，便谈到了旅顺口问题。据赫鲁晓夫本人的回忆，当苏方提出从旅顺口撤军，并将基地及其设备无偿移交给中国时，毛泽东最初曾表示犹豫和担心。毛泽东提出：现在是否有必要这样做，因为美国可能会利用苏军从旅顺口港撤出之际，在这个地区向中国发动进攻。赫鲁晓夫说：“毛泽东同志，我们不大相信美国人会这么做。不但如此，我本人坚信，他们是不会这样做的。当然，对此不可能有任何保证，因为美国执行的是一条侵略政策，而且在朝鲜的战争才刚刚结束。但是，我们也正向符拉迪沃斯托克调派军队，这与撤军是同时进行的。如果发生敌对性进攻行动的话，我们当然会帮助你们的。”最后，毛泽东表示不再反对苏联撤军了。
然而，双方在旅顺口武器设备的处理问题上出现了意见分歧。周恩来提出，中国希望苏军撤退时，不仅将基地的设备留下，而且把炮兵武器也留下。赫鲁晓夫表示，所有的设备都可以无偿留给中方，苏方也同意把重武器留下，但要付钱。周恩来坚持想无偿得到这些武器，赫鲁晓夫没有让步，他回答说：这是非常昂贵的武器，我们可以按照最低的价格卖给你们。我们希望，这批武器能够按照我们建议的条件进行移交。我们还没有从损失惨重的战争中恢复过来，我们的经济已经遭到破坏，人民生活非常困难。因此，我们请求你们不要坚持自己的观点，并同意我们的意见。请正确地理解我们！于是，周恩来没有再坚持自己的意见。[30]
双方发表的公报说，“鉴于朝鲜战争停止和印度支那和平恢复以来远东国际形势所起的变化，并且注意到中华人民共和国国防力量的巩固和根据两国间已经建立的日趋巩固的友好合作关系，现议定苏联军队自共同使用的旅顺口海军根据地撤退，并将该地区的设备无偿地移交中华人民共和国政府”；苏联军队的撤退和旅顺口海军基地的设备移交应于1955年5月31日前完成。[31]这次中苏公报发表后，在全国引起极大反响，各界人士纷纷表示欢迎，认为在苏联身上“看到了实实在在的友谊”。特别是对于苏联归还旅顺的做法，普遍的反映是消除了对苏联的怀疑和担心，相信苏联是真正的社会主义国家了。[32]
