1972年2月21日，美国总统尼克松乘专机来华，随同访华的有国务卿罗杰斯、国家安全事务助理基辛格等人。当天上午11时30分，总统专机抵达北京机场。尼克松在欢迎的掌声中走下舷梯，急忙伸手向前来迎接的周总理走去，主动同周总理热情握手。尼克松在事后说：“当我们的手相握时，一个时代结束了，另一个时代开始了。”
当天下午，毛泽东主席在书房里会见了尼克松。访问期间，周总理同尼克松进行了五次会谈（四次在北京，一次在上海），双方就国际形势和中美关系深入地交换了意见。在同周总理的会谈中，尼克松坦率地说：“多少年来我对人民共和国的态度是主席和总理完全不能同意的。把我们带到一起来的是，认识到世界上出现了新的形势。”他表示同意周总理所说的，一个舵手一定要顺应潮流。如今世界变了，美中关系也必须改变。关于台湾问题，尼克松重申了美国处理台湾问题的原则：承认只有一个中国，台湾是中国的一部分，今后不再说台湾地位未定；不支持台湾独立运动；支持任何关于台湾问题的和平解决办法，不支持台湾当局用任何军事方法回到大陆的企图；寻求美中关系正常化，决定在4年内逐步从台湾撤走军事人员和设施。但是，尼克松强调因在政治方面尚有困难，不能马上承认中华人民共和国政府是中国唯一合法政府，他希望在其第二届任期内实现中美关系正常化。
周总理指出：“还是那句老话，不愿意丢掉‘老朋友’，其实老朋友已经丢掉一大堆了。‘老朋友’有好的，有不好的，应该有选择嘛。”关于以和平方法解决台湾问题，周总理说：用什么方式完成中国的统一，这是中国的内政，外国无权干涉。就我们的愿望来说，“我们只能说争取和平解放台湾。为什么说‘争取’呢？因为这是两方面的事。我们要和平解放，蒋介石不干怎么办？”
与此同时，姬鹏飞外长同罗杰斯国务卿也举行了五次会谈。着重讨论了发展中美两国经贸合作和科学技术文化交流问题。
中美双方经过六天的反复磋商，并对《联合公报》的文本进行多次修改后，于28日在上海签署了《联合公报》（又称《上海公报》）。
《联合公报》主要内容有
• 两国对越南问题以及亚洲其他地区政治局势的不同看法；
• 中美关系正常化符合两国利益；
• 国际争端应在尊重主权、不干涉别国内政等基础上解决，反对任何国家在亚洲建立霸权或在世界范围内划分利益范围；
• 中方反对美方在台湾问题上所持立场，反对一中一台、两个中国、一国两府、台湾独立和台湾地位未定论；
• 美方认知到海峡两岸都坚持一个中国，并对此不表异议，支持和平解决两岸问题，将逐步减少在台美军设施和武装力量；
• 扩大两国民间交流与往来，为双边贸易提供便利；
• 保持接触管道；
《联合公报》并列了中美双方对一系列重大国际问题的不同看法，承认中美两国的社会制度和对外政策有着本质的区别。双发同意，各国不论社会制度如何，都应根据和平共处五项原则来处理国与国之间的关系。双发声明：“中美两国关系走向正常化是符合所有国家的利益的”；“双方都希望减少国际军事冲突的危险”；“任何一方都不应该在亚洲—太平洋地区谋求霸权，每一方都反对任何其他国家或国家集团建立这种霸权的努力”；“任何一方都不准备代表任何第三方进行谈判，也不准备同对方达成针对其他国家的协议或谅解”。
有关台湾问题，中国方面重申自己的立场：“台湾问题是阻碍中美两国关系正常化的关键问题；中华人民共和国政府是中国的唯一合法政府；台湾是中国的一个省，早已归还祖国；解放台湾是中国内政，别国无权干涉；全部美国武装力量和军事设施必须从台湾撤走。中国政府坚决反对任何旨在制造‘一中一台’、‘一个中国，两个政府’、‘两个中国’、‘台湾独立’和鼓吹‘台湾地位未定’的活动。”
美国方面声明：“美国认识到，在台湾海峡两边的所有中国人都认为只有一个中国，台湾是中国的一部分，美国政府对这一立场不提出异议。 它重申它对由中国人民自己和平解决台湾问题的关心。考虑到这一前景，他确认从台湾撤出全部美国武装力量和军事设施的最终目标。在此期间，它将随着这个地区紧张局势的缓和和逐步减少它在台湾的武装力量和军事设施。”
双发同意，扩大中美两国人民之间的了解是可取的，并各自承诺对进一步发展这种联系和交流提供便利。双发一致认为平等互利的经济关系是符合两国人民的利益的，并同意为逐步发展两国间的贸易提供便利。
双发同意，他们将通过不同的渠道保持接触，包括不定期地派遣高级代表前来北京，就促进两国关系正常化进行具体磋商并继续就共同关心的问题交换意见。
《联合公报》的签署与发表，标志着中美两国关系进入了一个新时期，它对亚洲及世界的和平与稳定发挥了重大作用，并对世界形势的发展产生了深远的影响。《联合公报》是尼克森访华的主要成果，代表中美关系的相对缓和。对美国而言，该公报的最主要意义在于拉拢了中华人民共和国政府，在国际上进一步孤立苏联及其卫星国家，利用中苏分裂加强美国的国家安全。而对于中国，虽然当时两国存在意识形态上的不同，但是中国领导人认为因地理原因，苏联依然是对中华人民共和国政府最大的威胁，因此与美国改善关系对中国也有利。而今天，《联合公报》最大的意义则在于美国对一个中国的立场首次正式表明了不表异议
