7月20日，第六轮六方会谈团长会议在北京闭幕并发表新闻公报，各方就下一阶段工作达成四点框架共识，并制定了三步骤实施“路径”。
8月2日，美方首席代表、助理国务卿希尔说，朝鲜已同意在2007年底前全面申报其核计划并使所有核设施“去功能化” 。
9月1日至2日，美朝双边工作组第二轮会谈在日内瓦举行，双方就朝鲜全面申报其核计划并使所有核设施“去功能化”达成共识。
11月1日，美国核专家组抵达朝鲜，参与宁边核设施的去功能化工作。
11月27日至29日，由中国、韩国、日本、美国和俄罗斯等5国官员和专家组成的10人调查团抵达平壤，对朝鲜核设施去功能化情况进行了实地调查。调查团成员之一、中国外交部朝鲜半岛事务大使陈乃清说，目前去功能化工作总体进展顺利。
12月3日至5日，美国助理国务卿、朝核问题六方会谈美国代表团团长希尔访问朝鲜，考察宁边核设施去功能化的进展情况，并与朝官员讨论朝申报核计划问题。5日，希尔转交了美国总统布什给朝鲜最高领导人金正日的亲笔信。布什在信中谈及两国关系正常化是最终目标。
12月14日，美国总统布什在华盛顿再次呼吁朝鲜全面申报其核计划和核扩散行为。
2008年
1月4日，朝鲜全面阐述其履行“10·3共同文件”的立场，认为美国等有关方面没有及时履行协议，并指出“10·3共同文件”的执行被延迟，责任不在朝鲜。随后，美方表示，朝鲜并没有提交正式的核计划申报书，并多次强调，在朝鲜进行完整、准确的申报之前，美国不会启动将朝鲜从“支持恐怖主义国家”的名单中删除和对朝终止适用《敌国贸易法》的程序。
3月13日，朝核问题六方会谈美国和朝鲜两国代表团团长在日内瓦举行会谈，但双方未就朝鲜申报核计划等具体问题达成协议。
4月8日，朝核问题六方会谈美朝两国代表团团长在新加坡会晤。双方在履行六方会谈共同文件的关键问题上达成共识。
4月22日至24日，美国朝核问题工作小组访问平壤，与朝鲜讨论了有关履行共同文件的具体问题，其中包括朝鲜核计划申报内容等问题。
5月8日，美国朝核问题工作小组再次访问平壤。访问期间，朝鲜向美国移交了长达1.8万页的核设施运行记录。
6月10日，美国朝核问题工作小组三度访问平壤，与朝鲜讨论了朝鲜核设施去功能化的技术性及事务性问题，以及有关各方对此进行政治和经济补偿的问题。朝鲜说磋商“取得了成果”。
6月11日，朝核问题六方会谈经济及能源合作工作组在板门店举行会议。与会各方就向朝提供经济及能源援助问题深入交换了意见，并就加快援助步伐达成一致。
6月11日至12日，朝鲜和日本在北京举行政府间工作会谈。根据双方达成的协议，朝鲜将重新调查“绑架问题”，而日本将部分解除对朝经济制裁。
6月18日，美国国务卿赖斯表示，在朝鲜申报其核计划之后，美国将把朝鲜从“支恐”名单上删除，朝鲜也将不再受美国《敌国贸易法》制裁。25日，美国重申有条件将朝鲜从“支恐”名单中删除。
6月26日，六方会谈发表主席声明，表示六方会谈落实共同声明第二阶段行动取得积极进展。朝鲜26日正式向朝核问题六方会谈主席国中国提交核计划申报书。美国白宫在确认朝鲜提交核清单的同时宣布，美国将部分解除对朝鲜的贸易制裁，以及着手将朝鲜从“支持恐怖主义国家”名单中删除。
6月27日，朝鲜于当地时间17时05分（北京时间16时05分）炸毁其宁边地区核设施的冷却塔。
7月10日至12日，朝核问题六方会谈团长会在北京钓鱼台举行。会后发表新闻公报，各方同意在六方会谈框架内建立朝鲜半岛无核化的验证和监督机制。根据公报，验证机制由六方专家组成，验证措施包括视察设施、提供查阅文件、技术人员面谈，以及六方一致同意的其他措施。由六方团长组成的监督机制，将确保各方信守并履行各自在六方会谈框架内作出的承诺，包括不扩散和对朝经济与能源援助。
8月26日，朝鲜外务省发言人在平壤发表声明说，朝鲜已在14日停止宁边地区核设施的去功能化作业，并已将这一措施通报了有关国家。同时，朝鲜“将根据有关部门的强烈要求，考虑采取按原状重新恢复宁边核设施的措施”。美国白宫发言人弗拉托26日重申，在朝核问题六方会谈有关各方对朝鲜核计划实行核查达成一致之前，美国不会将朝鲜从支持恐怖主义国家的名单中删除。
2009年
1月13日，朝鲜外务省发表谈话说，只有在美国消除对朝鲜的核威胁以及美国不再对韩国提供核保护伞的时候，朝鲜才会放弃核遏制力。
1月17日，朝鲜人民军总参谋部发表声明，宣布由于韩国李明博政府继续执行对朝敌视政策，朝鲜将同韩国进行“全面对抗”。
3月9日，为期12天的韩国与美国大规模联合军事演习开始。同日，朝鲜人民军最高司令部发表新闻公报说，最高司令部已经向人民军部队下达命令，要求做好一切战斗准备，随时歼灭入侵之敌。
3月12日，朝鲜通报国际海事组织，将于4月4日至8日发射卫星。
4月5日，朝鲜宣布成功发射“光明星2号”试验通信卫星。
4月13日，联合国安理会通过主席声明，认为朝鲜发射活动违背了安理会第1718号决议，并要求朝鲜不再进行进一步的发射活动。朝鲜随后发表声明，拒绝接受安理会主席声明，宣布退出朝核问题六方会谈，并将按原状恢复已去功能化的核设施。
4月29日，朝鲜外务省发表声明说，如果联合国安理会不就侵犯朝鲜自主权的行动“赔礼道歉”，朝鲜将进一步采取自卫措施，再次进行核试验和试射洲际弹道导弹。美国警告朝鲜不要再进行弹道导弹及核试验
5月8日，朝鲜外务省发言人说，由于美国政府“丝毫没有改变”敌视朝鲜的政策，朝鲜将按照业已表明的立场，进一步加强核遏制力。
5月25日，朝鲜中央通讯社发表新闻公报说，朝鲜当天“成功地进行了一次地下核试验”。这是朝鲜继2006年10月首次地下核试验后再次进行核试验。联合国安理会表示“强烈反对和谴责”，并就提交一份决议草案进行磋商。
5月26日，韩国宣布从即日起正式全面加入“防扩散安全倡议”。
5月29日，朝鲜外务省发言人发表谈话说，如果联合国安理会因朝鲜进行核试验对其实施制裁，朝鲜将采取进一步自卫措施。
6月12日，联合国安理会一致通过第1874号决议，对朝鲜5月25日进行核试验表示“最严厉的谴责”，并要求朝鲜今后不再进行核试验或使用弹道导弹技术进行任何发射。
6月13日，朝鲜外务省“受委任”发表声明表示，坚决反对和谴责联合国安理会通过的关于朝鲜核试验的第1874号决议，并宣布在“与美国开始全面对抗的情况下”，采取3项措施以“捍卫民族尊严和国家自主权”。15日，美国******发言人伊恩·凯利说，******政府呼吁朝鲜无条件重返朝核问题六方会谈，以“全面、可核查和不可逆的方式”放弃其核计划。
6月20日，朝鲜《劳动新闻》发表评论说，韩国“履行安理会制裁决议就意味着战争”。
6月26日，韩国国防部长官李相熹和参谋长联席会议主席金泰荣共同发表“国防改革基本计划（修订案）”，为应对朝鲜的“不对称威胁”，决定引进用于监视、侦察、精密打击、拦截朝鲜核武器和导弹的武器装备。
7月2日，韩国媒体援引军方人士消息报道说，朝鲜当天下午和晚间已在朝鲜东海岸地区发射了4枚地对舰短程导弹。
7月4日，据韩国联合通讯社报道，截至当地时间17时40分（北京时间16时40分），朝鲜当天已在位于江原道的导弹基地向东部海上发射了7枚导弹。
7月16日，联合国安理会朝鲜制裁委员会公布了针对朝鲜的具体制裁措施。这些措施包括：冻结5家朝鲜实体的资产；冻结5位朝鲜官员的资产并禁止其出国旅行；禁止世界各国为朝鲜提供可能会被用于制造弹道导弹的两种关键原材料。上述实体与个人均被认为与朝鲜的核及弹道导弹项目有关联。
7月23日，朝鲜外务省发言人证实，作为军事训练的一部分，朝鲜最近进行了导弹试射。
7月27日，朝鲜外务省发言人在平壤发表讲话，重申朝鲜将不参加朝核问题六方会谈，并认为还有其他对话方式可以解决问题。但他没有说明有何种对话方式。
7月27日，欧盟决定依照联合国安理会有关决议，对朝鲜实施新的制裁措施。欧盟新制裁措施包括：冻结相关朝鲜官员在欧盟的资产并禁止其进入欧盟国家；冻结相关朝鲜实体在欧盟的资产；禁止向朝鲜出口军事相关原材料；加强对朝鲜的金融限制和货物检查。8月11日，美国宣布对朝鲜光山（音译）银行实施金融制裁。
9月4日，据朝鲜中央通讯社报道，朝鲜已成功进行试验性铀浓缩，试验已进入最后阶段，乏燃料棒再处理同时也已进入最终阶段，朝鲜正在把已取得的钚武器化。
9月28日，朝鲜副外相朴吉渊在联大一般性辩论发言中说，朝鲜半岛无核化进程取决于美国是否改变对朝的核政策。同日，朝鲜《劳动新闻》发表评论说，美国敌视朝鲜的政策至今“没有丝毫变化”。美国今天依然是朝鲜“最大的威胁力量和侵略势力”。