斯大林在會(huì)談中曾推測(cè)過(guò)中方的意圖，他說(shuō)：如果中國(guó)政府尋找借口，以劃分邊界要求收回已作出承認(rèn)外蒙古的要求，就應(yīng)該“直截了當(dāng)?shù)睾吞孤实刂v清楚”。斯大林堅(jiān)持認(rèn)為，外蒙古邊界十分清楚，25年來(lái)，外蒙古同新疆的邊界一直沒(méi)有發(fā)生糾紛，因而拒絕了宋子文提出的由中蘇聯(lián)合委員會(huì)堪定外蒙古邊界的提議。斯大林還向中方施加壓力，重新提出關(guān)于立即承認(rèn)外蒙古的要求。他甚至說(shuō)，如果中國(guó)再糾纏外蒙古邊界問(wèn)題，內(nèi)蒙古的疆界將會(huì)消失于外蒙古，成為一個(gè)更大的蒙古共和國(guó)。斯大林還警告宋子文：中國(guó)政府最好盡快同意達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議，否則，中國(guó)共產(chǎn)黨就要進(jìn)入滿洲了。

盡管雙方經(jīng)過(guò)激烈的爭(zhēng)論，但在外蒙古的邊界問(wèn)題以及旅順口、大連和中東鐵路的行政管理問(wèn)題上仍未達(dá)成一致意見(jiàn)。據(jù)王世杰分析，斯大林始終沒(méi)有拿出蘇方地圖，原因在于：一是蘇方預(yù)計(jì)其地圖既包括新疆一部分領(lǐng)土，中方可能不會(huì)接受；二是唐努烏梁海等地方，原屬外蒙古，現(xiàn)已成蘇聯(lián)的一個(gè)屬國(guó)。但王世杰認(rèn)為，蘇方這種態(tài)度“似非蓄意與我為難，其欲藉此次締約，改進(jìn)中、蘇關(guān)系之心，似屬相當(dāng)誠(chéng)摯。”

此時(shí)，蘇軍已經(jīng)深入中國(guó)東北腹地，斯大林在外蒙古問(wèn)題上的態(tài)度變得十分強(qiáng)硬。8月11日，宋子文致電蔣介石，表示：“恐再難強(qiáng)蘇方讓步”。但是，蔣介石一連兩次回電堅(jiān)持在承認(rèn)外蒙古獨(dú)立之前“堪定界線”，否則“外蒙問(wèn)題之糾紛，仍不能解決”。蔣介石要求宋子文、王世杰“抱定此決心與態(tài)度”，即使停止談判，“亦所不恤”。宋子文、王世杰在商量之后認(rèn)為，這個(gè)時(shí)候還談?wù)摽敖鐔?wèn)題顯然已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)了，遂于8月12日致電蔣介石：中蘇條約必須締結(jié)，“倘再遷延，恐易引起意外變化”，對(duì)于外蒙古及其他未決事項(xiàng)，“可否授權(quán)權(quán)宜處置”。王世杰在電報(bào)中更是直截了當(dāng)?shù)卣f(shuō)，如果中方要求先堪界，而后承認(rèn)外蒙獨(dú)立，則“為故意延宕，蘇方?jīng)Q不能同意”。外蒙古問(wèn)題談判毫無(wú)結(jié)果，王世杰感到“不勝惶恐”。他分析了其中的利害關(guān)系：此次締約，可以明中蘇之間關(guān)系，保證蘇軍撤退，限定蘇方在東北的權(quán)益，“凡此皆為今后統(tǒng)一及建國(guó)所必需，倘再停止談判，則形勢(shì)必立變，前途隱憂甚大”。8月13日，蔣介石回電宋子文、王世杰，準(zhǔn)其“權(quán)宜處置”。

8月12日的談判是在莫洛托夫和宋子文之間進(jìn)行的，雙方就大連、旅順和中東路問(wèn)題進(jìn)行了會(huì)談。莫洛托夫堅(jiān)持要把旅順和大連的行政管理權(quán)劃歸蘇聯(lián)，并且主張?zhí)K方在旅順口軍事委員會(huì)中占居優(yōu)勢(shì)，而且由蘇聯(lián)人擔(dān)任主席。莫洛托夫還堅(jiān)持將大連港所有建筑物和設(shè)備劃歸蘇聯(lián)，大連港主任由蘇聯(lián)人擔(dān)任。