毛澤東對周恩來的這種發揮，歷來是極為欣賞的。經毛澤東同意後，師哲將條約草案翻譯成俄文。
1月24日，周恩來將《中蘇友好同盟互助條約（草案）》送交蘇聯外長維辛斯基。
師哲回憶說：“蘇方沒有改動多少，表示滿意。看來，這是出乎他們意料的，他們沒有想到我們會提出內容這麼充實的條約。”
自1月24日以後，周恩來著手起草《中蘇關於中國長春鐵路、旅順口及大連的協定》等檔案。經過周恩來、米高揚以及中蘇雙方人員反覆協商，條約和協定終於談定。
2月14日，在莫斯科克裡姆林宮舉行了簽字儀式。毛澤東和斯大林出席，由周恩來和維辛斯基分別代表兩國政府在《中蘇友好同盟互助條約》、《關於中國長春鐵路、旅順口及大連的協定》和《中蘇關於貸款給中華人民共和國的協定》文字上鄭重地簽上了名字。
《條約》規定：為反對侵略和保衛和平，一旦締約國任何一方受到日本或與日本同盟的國家之侵襲，因而處於戰爭狀態時，締約國另一方即盡其全力給予軍事及其他援助。
兩個協定分別規定：蘇聯放棄在中國享有的特權，在1952年末以前將中蘇共同管理的中國長春鐵路的一切權利及屬於該路的全部財產無償地移交給中國政府。不遲於1952年末，蘇聯軍隊從旅順口撤退，並將該地區的裝置移交中國，中國政府負責償還蘇聯自1945年以後在此處的建設費用。蘇聯政府在1950年到1954年5年內，以優惠條件貸款給中國3億美元（年利1％），作為中國償付蘇聯所交予的機器和器材之用。
條約的順利簽字，表明新中國領導人第一次出訪取得了巨大的成功。在簽字儀式上，周恩來充滿喜悅地說：“這些條約和協定的簽訂，對於新興的中華人民共和國說來，是特別重要的，將有助於中國經濟的恢復和發展。中蘇兩國這種為和平、正義與普遍安全而攜手合作的舉動，不僅是代表中蘇兩國人民的利益，同時也是代表東方和世界上一切愛好和平與正義的人民的利益。”
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折衝樽俎（4）
在簽字儀式後斯大林舉行的招待會上，蘇聯部長會議副主席米高揚主動到周恩來面前敬酒。米高揚早在1949年初奉斯大林命秘密到西柏坡時，就對周恩來的才華感嘆不已，他當時就認為周恩來是新中國總理和外交部長的最佳人選。這次又與周恩來多次談判、接觸，米高揚對周恩來那東方似的儒雅和風度，機智敏捷的思維反應，嚴謹細密的工作作風以及滴水不漏的談判技巧，留下了更深的印象。米高揚舉杯由衷地對周恩來說：“現在，我終於明白了中國共產黨能夠奪取政權的原因了。”
周恩來既充滿信心又彬彬有禮地回答說：“米高揚同志，不久，你還將會看到中國共產黨有能力領導人民，建設起一個繁榮昌盛的新中國。”
條約簽訂的當晚，王稼祥以中國駐蘇聯大使名義，在莫斯科“米特勒保爾飯店”（即“大都會飯店”）舉行盛大雞尾酒會。斯大林破例走出克里姆林宮，率領蘇聯黨政軍領導人出席酒會。出席酒會的還有與中國建交的各國駐蘇聯使節、蘇聯社會各界知名人士和各國記者。500餘人的賓客，把這個不太大的飯店都擠滿了。
周恩來代表中國政府致祝酒詞。早在青年時期他就在南開學校訓練出來的講演才能和超人的記憶力，在這樣的外交場面上發揮得淋漓盡致。師哲是這樣回憶的：“酒會繼續進行，周總理致祝酒詞。由費德林擔任翻譯，他手裡拿著周總理的俄文講話稿。周總理臨場未拿稿子，2000餘字的祝酒詞竟說得與原稿一字不差。……周總理的祝詞深深激動人心，全場響起了熱烈的掌聲。”
斯大林起立致詞時，深受周恩來講演情緒的感染。他講話也沒用稿子，輕鬆地說：“今天的這個場面熱烈非凡，洋溢著友誼和團結的精神，預示著欣欣向榮的未來。中蘇友好兄弟情誼要保持下去。周恩來都說過了，也代表了我的意思……”
比毛澤東當初發電報讓周恩來到莫斯科來時的預計（“2月初我和週一道回國”）晚了近半個月，直到2月17日夜，毛澤東、周恩來一行才離別莫斯科，結束了這次最大的出訪活動。
新中國，從此邁開了走向世界政治舞臺的外交步伐。
儘管新中國進入國際政治舞臺之初其外交活動空間是有限的，但人們開始逐漸認識周恩來，並透過周恩來認識新中國。
1954年，對新中國外交來說是一個極好的機遇