Визит Н. С. Хрущёва в США в сентябре 1959 г. был расценен в Пекине как изменение в стратегии СССР и поворот его курса от союза с Китаем к партнёрству с США. Такая оценка ставила под сомнение роль и значение советско-китайского Договора 1950 г. Встречи и беседы Мао Цзэдуна и других китайских руководителей с Н. С. Хрущёвым, посетившим Пекин в связи с празднованием 10‑й годовщины КНР, не привели к разрядке напряжённости, возникшей в советско-китайских отношениях на почве взаимного недоверия и расхождения во взглядах в политике и идеологии.
Вскоре накопившиеся разногласия привели к ухудшению межгосударственных отношений. Принятое 16 июля 1960 г. решение советского правительства об отзыве из Китая всех советских специалистов (около 1600 человек) в связи с попытками китайской стороны втянуть их в идейно-политический спор с Москвой стало поворотным моментом в двусторонних отношениях по государственной линии. Такое развитие событий соответствовало стратегическим планам Мао Цзэдуна в выборе собственного пути развития Китая с отказом от «склонения в одну сторону», т. е. сближения только с СССР. Отзыв советских специалистов по «волюнтаристскому» решению Н. С. Хрущёва был воспринят в Пекине как попытка оказать на Китай политическое давление.
Поводом к дальнейшему обострению межгосударственных отношений стал пограничный вопрос. Весной 1962 г. произошёл крупный инцидент на советско-китайской границе в связи с неожиданным массовым переходом жителей Синьцзяна в СССР из-за создавшихся для них тяжёлых экономических условий в КНР. В результате нотной перебранки с взаимными обвинениями сторон правительство СССР приняло решение закрыть советское генконсульство в Урумчи и консульство в Кульдже. По настоянию китайской стороны было закрыто также отделение торгпредства в Урумчи и отозваны советские внешнеторговые работники из пограничных пунктов Хоргос и Туругарт. В сентябре 1962 г. в Москве было принято решение о закрытии генконсульств СССР в Харбине и Шанхае, а несколько позже — отделений торгпредств в городах Даляне, Шанхае и Гуанчжоу, а также агентства в/о «Совфрахт» на китайских железнодорожных станциях Маньчжурия и Цзинин.
Обстановка в советско-китайских межгосударственных отношениях продолжала накаляться. Такое развитие событий противоречило духу Договора 1950 г. На повестку дня в межгосударственных отношениях остро встал вопрос об урегулировании и уточнении границы между двумя странами.
Обострение советско-китайских отношений в связи с «культурной революцией» в Китае (1965—1978 гг.)
После отставки Н. С. Хрущёва и смены советского руководства в 1964 г. в Москву с целью выяснения обстановки, дальнейших действий и возможных переговоров прибыла китайская партийно-правительственная делегация во главе с Чжоу Эньлаем. Однако сторонам тогда не удалось достигнуть какого-либо соглашения или компромисса. И всё же и Китай, и Советский Союз стремились решать спорные вопросы путём дипломатических переговоров на разных уровнях. Так, в 1964 г. состоялись важные межгосударственные консультации по пограничным вопросам. Внимательно рассмотрев всю линию границы, обе стороны согласились на её установление (кроме протоки Казакевичева в районе Хабаровска) по середине главного фарватера судоходных рек (Амур и Уссури) или середине русла несудоходных рек (Аргунь, Сунгача). Этот же принцип был подтверждён и на последующих переговорах о границе.
В начале 1965 г. советская делегация во главе с премьером А. Н. Косыгиным, направлявшаяся в Ханой через Китай, имела беседы с Мао Цзэдуном и Чжоу Эньлаем, предложив провести переговоры по вопросам нормализации двусторонних отношений. Главным итогом встречи была достигнутая договорённость о возобновлении переговоров по пограничным вопросам.
Начавшаяся в 1966 г. «культурная революция» резко обострила советско-китайские отношения, а вооружённые пограничные столкновения на острове Даманский на р. Уссури в марте и в районе Жаланашколь (Казахстан) в августе 1969 г. стали сигналом серьёзной тревоги. Снизился уровень дипломатических представительств двух стран. Ещё в апреле 1966 г. был отозван в Москву посол СССР в Китае С. Г. Лапин, эвакуированы члены семей сотрудников посольства. Поверенным в делах СССР оставался Ю. И. Раздухов. Только в сентябре 1970 г. в Пекин прибыл новый советский посол В. С. Толстиков. В ходе «культурной революции» были прерваны установленные ранее широкие политические, экономические, научно-технические, военные, культурные и общественные связи. Порвались живые нити общения и взаимопонимания между многими тысячами советских и китайских граждан. «Культурная революция» нанесла большой ущерб советско-китайским отношениям.