8月31日，美國從偵察機拍照的空中照片上看到了古巴開始安裝蘇聯的防空導彈。也看到了運載地對地導彈駛向古巴的蘇聯船隻。9月4日，白宮發表了一紙宣告肯定了報紙所披lù的有關蘇聯對古巴軍事援助，包括設定導彈和約3500蘇聯人在這個島國進行技術服務的報道。對於美國的評論和報道，蘇聯矢口否認。蘇聯領導人赫魯曉夫致函肯尼迪，保證在美國國會中期選舉之前不會幹任何有損國際關係和兩國關係的事情。塔斯社也在9月11日發表宣告，否認蘇聯把進攻xìng武器運到古巴，因為“蘇聯有從它本土上給予任何酷愛和平的國家以支援的能力”。此時肯尼迪並不認為蘇聯向古巴提供的武器業已構成對美國的嚴重威脅，美國政府沒有必要採取先發制人的措施。但他強調，只要這種威脅出現或古巴成為蘇聯進攻西半球的基地，美國將會採取斷然的措施予以反擊。
後來。進入10月後，在美國不斷有關於蘇聯在古巴建立中程導彈基地的報道。肯尼迪政府加強了對古巴的空中偵察與監視。10月14日，美國人透過U…2偵察機掌握了蘇聯在古巴建築6箇中程導彈基地的證據。16日該材料送到了肯尼迪手中，肯尼迪召開緊急國家安全委員會會議，研究對策。會議從16日上午11點45分開始，持續到20日下午。參加會議的有肯尼迪、副總統約翰遜、國務卿蠟斯克、國防部長麥克納馬拉、參謀長聯席會議主席泰勒、中央情報局局長麥康。此外，還有肯尼迪的弟弟羅伯特？肯尼迪，財政部長克拉倫斯？道格拉斯？狄龍，總統國際事務助理邦迪，美國駐蘇大使以及國防部。國務院，白宮資深工作人員也參加了會議。以肯尼迪總統為首組成了國家安全委員會執行委員會，全權處理同古巴有關的事項，其關鍵問題是迫使蘇聯從古巴撤走中程導彈。肯尼迪最後作出抉擇：進行封鎖。美國政府為此進行積極活動，一方面加強美國在該地區的軍事勢態。同時爭取外交上的支援。
10月22日晚上6時，臘斯克把封鎖的決定通告了蘇聯駐美大使。6時15分。西方國家駐華盛頓大使得到了來自美國政府有關封鎖的通報。7時和7時30分，肯尼迪發表電視講話。肯尼迪指出，古巴建設的導彈基地可以擊中西半球的大多數城市，構成了“對所有美洲國家的和平與安全的明顯威脅”。蘇聯在古巴這種“秘密，迅速和不同尋常的集結”是“出於預謀的挑釁xìng地，不正當地改變現狀的行動”，這對美國來說是完全不能接受的。肯尼迪強烈呼籲赫魯曉夫“停止和取消對世界和平和我們兩國穩定關係的這種秘密魯莽並富有挑釁氣味的威脅”，要求蘇聯放棄世界霸權的計劃，結束危險的軍備競賽，從古巴撤走導彈並保持克制。
10月24日，執行任務的艦隊在68個空軍中隊和8艘航空母艦的護衛下駛入封鎖帶。美國還集結了戰後以來最龐大的登陸部隊。戰略空軍部隊進入戰備狀態。擺出了一副應付突然事變。對古巴採取行動的架勢。美國也開展了一系列的外交活動，爭取盟國和國際社會的支援。10月23日，美洲國家組織召開會議，美國的封鎖政策得到了贊同。美國駐聯合國大使請求安理會舉行緊急會議，討論蘇聯在古巴部署導彈“對於世界和平與安全的危險威脅”。
蘇聯面對著肯尼迪的封鎖和威嚇，態度前後發生了巨大變化。蘇聯開始時態度強硬，把美國的封鎖照會當作不可接受的檔案退還美國駐蘇使館。10月23日，蘇聯政府發表宣告，警告美國政府“如果輕率玩火應對和平的命運負嚴重責任”。蘇聯政府呼籲各國政府和人民“強烈抗議美國侵略古巴和別國的行徑，堅決譴責這些行動並阻止美國政府發動熱核戰爭”。蘇聯政府指示它駐聯合國代表提出召開安理會討論美國“違背聯合國憲章和威脅和平”的問題。同時。蘇聯加速在古巴的導彈基地建設。
在美國強大攻勢的壓力下，蘇聯開始後退。但又提出一些條件進行討價還價。24日美國被告知，蘇聯12艘駛往古巴的船隻停止了前進。26日，有幾艘經過美國海軍檢查的蘇聯船隻和它所借用的船透過了封鎖線。同一天。蘇聯方面發出資訊，如果美國保證不入侵古巴，蘇聯可以將導彈撤出。美國國務院對此感興趣。27日，赫魯曉夫在給肯尼迪的信件中，重申蘇聯向古巴提供武器“只是加強防禦能力，因為古巴不擁有任何武器”。赫魯曉夫說美國在蘇聯的周邊國家部署導彈著實使自己感到不安。
赫魯曉夫建議“我們同意從古巴撤出您認為是進攻xìng的手段。同意實現這點並在聯合國宣佈這個保證。美國代表需要宣告：美國方面考慮到蘇