1978年春，中美关系出现了新的发展契机。1978年1月，在苏联、古巴军事人员的支援下，埃塞俄比亚军队开始对欧加登地区发动进攻；3月9日，索马里政府宣布从欧加登地区撤军。这表明苏联加强了对美国的挑战，利用发展中国家的地区纠纷扩大自己的势力范围。这与美国所设想的固定世界现状的缓和原则完全不相容。与此同时，苏联的核力量有迅速增长的趋势，而在与美国进行的限制战略核武器谈判中没有表现出诚意。美国国内舆论开始批评美国的缓和政策，认为苏联在缓和中获了利，而美国则吃了亏。这促使美国重新关注中美关系和美、苏、中战略三角关系。另一方面，中国随着经济建设的展开，越来越重视对外开放，开始引进西方的先进技术和设备，而中国政府的政策是优先同已经与中国建交的国家发展贸易关系。1978年5月19日，邓小平在会见一批美国报刊发行人和编辑时说：“当美国、欧洲和日本的企业为签订同一个合同而竞争的时候，中国必然要照顾那些早已同中国关系正常化的国家。”中国市场对美国的吸引力越来越大，也促使美国政府重新考虑对华政策问题。
1978年5月20日，美国总统国家安全事务助理布热津斯基带着总统下达的一项重要使命访华。卡特总统在行前给他下达的指示是：一是谈美国同中国的战略关系；二是谈美中关系问题。关于美国同中国的战略关系，布热津斯基将奉命告诉中国领导人：美国把对华关系看作美国全球战略的一个重要方面；美中有某些共同利益，双方都有并行不悖的长期战略关系；双方都反对任何一个国家在全球或地区称霸。关于美中关系正常化问题，卡特的指令是：“你应当明确表示：在这些问题上，美国的决心已下”，美国已经准备积极协商向前推进，消除正常化的各种障碍；美国接受中国关于正常化的三项基本条件（断交、废约、撤军）。
5月21日，邓小平会见了布热津斯基。布热津斯基说，卡特总统表示美国已经下了决心准备同中国积极讨论美中关系问题。邓小平说：“很高兴听到卡特总统的这个口信。在这个问题上，双方的观点都是明确的，问题就是下决心。如果卡特总统是下了这个决心，事情就好办。我们双方随时可以签订关系正常化的文件。过去我们也说过，对自己国家统一的问题我们怎么能够不关心，不急于解决呢？我们很希望早日解决这个问题。在这个问题上，我们历来阐明的就是三项条件，即断交、撤军、废约。这三项条件都涉及台湾问题。我们不能有别的考虑，因为这涉及到主权问题。关系正常化问题对两国来说，是一个带根本性的问题。当然我们历来说，我们之间的关系还有其他方面，主要是国际问题，在这方面我们有许多合作的余地。有许多问题我们可以共同探讨，不少问题我们的看法是一致的。关于两国关系正常化问题，你们要表示你们的希望，这可以；但我们也要表示我们的立场，即中国人民在什么时候、用什么方式解放台湾，是中国人民自己的事。”
5月22日，中共中央主席、国务院总理华国锋会见了布热津斯基一行。这是一次没有列入计划的破格会晤，表明了中国方面对布热津斯基来访的重视。布热津斯基的这次访问，双方间的气氛非常协调，表明两国关系已向前迈进了一大步。法国《世界报》称此行是“中美关系史上决定性的里程碑”。
布热津斯基访华后，美国方面为美中建交谈判做了周密的准备工作。从1978年7月起，中美双方开始在北京举行建交秘密谈判。中方代表是黄华外长，美方代表是驻华联络处主任伍德科克。与此同时，中美双方还在华盛顿有另外两个渠道进行接触。一个是布热津斯基和柴泽民及韩叙的接触。此渠道不涉及正常化的具体问题，布热津斯基向中方表述的主要是国际形势和战略问题，主要目的是使中方确信美国是真心真意地要同中国建立长期的战略伙伴关系。美方希望这将有助于中国在台湾问题的处理上更加灵活。另一个渠道是霍尔布鲁克同韩叙的接触。霍尔布鲁克的使命主要是接收中方对美方任何抗议照会，特别是有关台湾问题的争议。建立该渠道的目的主要是使在北京的建交谈判不受影响，也不使布热津斯基同中方陷入争论。
在北京的建交谈判中，中国方面的基本立场是：要实现中美两国关系正常化，美国必须履行断交、撤军、废约三原则；在实现关系正常化后，美国同台湾之间可以继续保持民间来往，美国还可以在台湾设立民间机构，但不应继续向台湾出售武器；解放台湾是中国的内政，别国无权干涉。美方的立场是，在接受中国提出的三原则基础上坚持中国保证以下三条：（1）美国在正常化时刻发表关于台湾和平解放的单方面声明，中国方面不予驳斥；（2）美国将在非官方的基础上保留与台湾的全部经济、文化及其它关系；（3）美国可以继续出售武器给台湾。从7月5日起到9月上旬，黄华与伍德科克进行了5次谈判，非常艰难。
双方高层领导人都非常重视谈判的情况。卡特总统于9月中下旬下令采取措施放松对中国的出口管制，并转告其西欧盟国，由他们自己决定是否愿意销售军事装备给中国。这是卡特表示了一种友好姿态。10月中旬，卡特又作出两项重要决策：一是决定推迟美国同越南建交；二是正式向中国提交一份关于中美关系正常化的公报草稿，以表示美国确实有诚意准备尽快解决这一问题。在公报草稿中，卡特还将布热津斯基建议的中美正式建交的日期由1979年1月15日改为1979年1月1日。
1978年11月10日至12月25日，中共中央工作会议举行。中央政治局认真讨论了邓小平的建议，即关于将党的重心工作转移到社会主义现代化建设上来的战略构想。工作中心的转移更需要良好的外部环境。与美国实现关系正常化显得更加迫切。与此同时，由于苏越签订了同盟条约，中越关系恶化，越南在中越边界不断挑起事端，中国正在考虑对越南进行反击。为了牵制苏联，中国也需要通过同美国改善关系，从而增强自己的地缘依托。1978年11月29日，邓小平在会见日本公明党委员长竹入义胜率领的日本公明党第七次访华团时，发出了中国准备尽快同美国建交的信号。他说他还有一个愿望就是到华盛顿去。“中美关系正常化了，华国锋主席忙，不能访美的时候，我可以访美。完成了中美关系正常化这件事，就可以去见马克思了。”邓小平还说：“中美关系正常化取决于卡特总统的决断。我说过，缔结中日和平友好条约只要一秒钟就能完成。中美关系即使加一倍，两秒钟就能完成。”邓小平认为，要象中日两国领导人那样，站在更高的角度来观察世界形势，处理问题，作为政治问题来对待，就容易达成协议。前提确定了，细节问题就好商量了。1978年12月14日和15日，邓小平先后两次会见伍德科克，阐明中国的立场，并接受了卡特总统对他发出的访美邀请。
1978年12月16日（美国时间是15日），中共中央主席兼国务院总理华国锋和美国总统卡特分别在北京和华盛顿宣读了《中华人民共和国和美利坚合众国关于建立外交关系的联合公报》。公报载明，中华人民共和国和美利坚合众国自1979年1月1日起互相承认并建立外交关系。公报还宣布，美利坚合众国承认中华人民共和国政府是中国唯一合法政府。公报的发表标志着中国与美国——世界最大的发展中国家与最大的发达国家——将近30年的关系不正常状态的结束。此消息一经发布，全世界为之轰动。此前，各国新闻记者都被蒙在鼓里，消息公布后，他们顿时忙成一团，都想拿到第一手材料，于是都来到中国驻美联络处。联络处不得不于当晚7时（华盛顿时间），即消息公布一小时后，为一拥而进的几十名记者举行了一个短短的招待会。事后，驻美联络处主任、首任驻美大使柴泽民感慨地说：“都说美国人保密观念不强，但事实是保密保得太好了，简直震动了世界。”
1979年1月29日至2月5日，邓小平应邀访问了美国，进一步促进了中国与美国关系的发展，这是新中国最高领导人对这个西方头号大国的首次访问。在访美期间，邓小平指出：目前战争的主要策源地是苏联。他还认为：中美之间最大的共同点在于我们都希望尽可能地延长和平、安全和稳定的时间。在29日卡特总统举行的欢迎宴会上祝酒时，邓小平说：我们两国社会制度不同，意识形态不同，但是两国政府都意识到，两国人民的利益和世界和平的利益要求我们从国际形势的全局、用长远的战略观点来看待两国关系。正是因为这样，我们顺利地达成了实现关系正常化的协议。不仅如此，还在关于建交的联合公报中庄严地作出承诺，任何一方都不应当谋求霸权，并且反对任何其他国家或国家集团建立这种霸权的努力。这一承诺既约束了我们自己，也使我们对世界的和平和稳定增添了责任感。我们相信中国人民和美国人民的友好合作，不仅有利于两国的发展，也必将成为维护世界和平和促进人类进步的强大因素。30日，他在华盛顿对美国参、众两院议员说：我们不再用“解放台湾”这个提法了。只要台湾回归祖国，我们将尊重那里的现实和现行制度。
中美建交和邓小平访美不仅使中国的安全环境有了极大的改善，使中国对外开放的进程加快，而且也为和平解决祖国统一问题提供了新的契机。正是有了中美建交这个条件，不久邓小平就提出了和平统一、一国两制的伟大构想。
三、四角关系：三角互动中的苏联因素
70年代中日、中美关系的发展是互相影响、互相促进的。新三角格局形成后，三角互动作用明显地体现出来。而且在这个过程中，苏联因素也发挥了重要作用。
如前所述，中日关系的发展轨迹与中美关系极为相似。尼克松访华和中美关系缓和带动了田中访华和中日复交。此后，美国的尼克松政府和日本的田中政府都积极寻求进一步发展对华关系，美国要尽早实现与中国关系正常化，而日本则要与中国缔结和平友好条约。尼克松政府下台后，美方发展对华关系的步伐放慢，日本在田中政府下台后也在与中国缔结和约问题上徘徊不前。出现这种局面，一方面和美、日国内政治以及中国的国内政治变化有关，另一方面也反映出中美与中日关系的相互作用，尤其是中美关系对中日关系的制约作用。而美、日对华政策的变化同时又受到三角之外的一个重要因素——苏联因素的影响。
尼克松打开中美关系，只是他的全球战略的一个环节。美国更主要的目标是与苏联搞缓和，用缓和政策来麻痹苏联，用“连环套”的谈判策略来制约苏联，以便使美国在苏攻美守的战略态势中取得较有利的位置。在这个棋局中，中国显然是美国要加以利用的一张王牌。在中、美、苏战略三角中，由于中苏处于明显的、难以调和的尖锐对立状态，美国处于较有利地位，回旋余地较大一些。中美关系缓和，对苏联形成巨大压力，使之有了紧迫感，直接促进了美苏关系的改善。1972年5月，尼克松访苏，与苏联达成《美苏关于限制进攻性战略武器的某些措施临时协定》。这标志着美苏关系开始进入了一个缓和时期。此后，两国首脑频繁会晤。1973年6月，勃列日涅夫访美，美苏签订了《关于防止核战争协定》。1974年6月至7月，尼克松再度访苏，双方签订《限制地下核武器试验条约》、《关于限制反导弹弹道系统条约协议书》等文件。1974年11月，美国总统福特赴海参崴与勃列日涅夫举行“工作会谈”，发表《关于进攻性战略武器的联合声明》，宣布双方愿意根据同等安全的原则，签订期限到1985年以前的关于限制进攻性战略武器的协定。美苏关系的改善和缓和，自然降低了美国发展对华关系的紧迫性。不仅如此，中美双方还经常在联合国等国际场合就缓和问题进行争论。同时也使中国感到美国是在对苏搞绥靖政策，想要将祸水东引。这也促使中国方面对发展对美关系有所冷淡。
在中日关系方面，田中内阁在同中国发展关系时，也仍寻求同苏联改善关系。1973年10月，田中与大平外相应邀访苏，同苏联领导人勃列日涅夫举行会谈。日苏双方经过激烈交锋，达成了“第二次世界大战期间留下的悬而未决的问题包括领土问题”的口头协议。田中内阁下台后，三木内阁也效法美国搞对中、苏等距离外交，不偏不倚、同时并举，甚至还想从中苏对抗中捞到好处，取得双重胜利。与此同时，苏联也抓住了日本外交中的矛盾和弱点，对中日缔约谈判进行干扰。
苏联对中日缔约意图是十分敏感和惧怕的。苏联认为：如果中日签订和平友好条约，客观上将成为日美安全条约的补充，成为继中美、中日联合声明之后华盛顿—北京—东京三角政治同盟的第二个轴心，到那时，美国的“一个半战略”和中国的“一条线”战略殊途同归，苏联的全球战略将遭到严重挫折。于是苏联决定对中日缔约加以阻挠，主要手段就是对日本进行威逼利诱。1974年秋天，苏联制定了抵制日中缔约的对日外交战略，其目标是离间日美同盟，破坏中日关系，防止中、美、日形成对苏包围圈，其重点是拉拢日本，搞垮中日缔约谈判。苏联对日本采取的手法是软硬兼施，威逼与利诱并举。具体措施有两项。一是以缔结日苏睦邻友好条约作诱饵，拉拢日本，牵制中日缔约谈判。就在1974年9月26日中国外交部副部长乔冠华在纽约向同时出席联合国大会的日本外相木村俊夫正式提出中日缔约的提案时，苏联外长葛罗米柯也赶忙向木村提出，希望木村外相能在年内访苏，进行缔结苏日和平友好条约的谈判。三木内阁上台后，决定派宫泽外相于1975年1月访苏。当日方将这一意思通知苏方后，苏联很快作出了答复，于是便有了日本同时派两个使团同时访华、访苏的举动。不过，宫泽虽与葛罗米柯举行了4次会谈，但缔约谈判并无丝毫进展。双方存在着根本性的分歧。苏联拒绝日方提出的讨论北方四岛问题的建议，日本拒绝苏联的亚洲安全体系的设想。不过双方还是于18日发表《联合公报》，主要是声明双方将继续就缔结和平友好条约举行谈判，并邀请葛罗米柯在有待商定的日期内访问日本。