经过３天紧张的谈判，印美双方仍然未能弥合在实施印美核协议方面存在的严重分歧。
“核”是印美关系的晴雨表。１９９８年５月，印度进行核试验，美国带头给予严厉制裁，一脚把印度踢出国际核燃料和核技术市场。印度的核发展计划因此受到重创，印美关系顿时跌入谷底。从此之后，印美关系虽然有所好转，但因为核制裁不同程度的存在，两国关系总是磕磕绊绊，难有起色。２００５年７月１８日，印度总理辛格与美国总统布什在华盛顿就推动两国民用核能合作发表联合声明。根据这一声明，美国可能放松对印度民用核燃料和核技术的禁运，印度则承诺将民用及军用核项目分离，接受国际原子能机构监管，以及不向其他没有核武器的国家或地区转让核技术。美国在核问题上为印度“松绑”，一下子使两国关系迅速升温。
２００６年３月２日，美国总统布什与印度总理辛格在新德里签署民用核能合作协议。根据这一协议，印度将民用核项目与军用核项目分离之后，可以分享美国的民用核技术和核燃料。依照美国法律，美国政府不得向没有签署《不扩散核武器条约》的国家转让核技术，而印度正是没有签署这一条约的国家。因此，该协议一出笼便遭到美国法律界和国际社会的普遍质疑。但美国白宫不为所动，决心要和印度“合作成功”。美国对印度如此厚爱，使印美关系进入前所未有的“蜜月期”。
接下来，印美两国开始了紧锣密鼓的行动，争取使核协议在２００７年生效。起初进展比较顺利，印度按计划分离民用核项目和军用核项目，履行自己的承诺。美国众议院也批准了对１９５４年制定的《原子能法》进行修改的法案，修改后的《原子能法》不再禁止美国同印度展开核能合作。２００６年１２月１８日，美国参议院通过《亨利海德２００６年美国―印度和平原子能合作法案》。该法案删除了长期阻碍印度从美国购买核燃料的重要条款，为印美核合作进一步铺平了道路。美方首席谈判代表、助理国务卿伯恩斯当时兴奋地表示，美印核合作道路上的障碍基本扫清，剩下的只是签署一份政府间正式文件，然后送交国会批准即可。
但是，就是这份政府间正式文件让印美核合作进程卡壳。该文件根据１９５４年美国《原子能法》的第１２３条条款取名为《１２３协议》。印美双方至今已就该协议举行了４轮谈判，但还是没有达成一致意见。第三轮谈判之后，双方陷入僵局。５月７日，印度总理辛格和美国总统布什通过电话商定重启谈判进程。于是，５月３１日至６月２日，第四轮谈判得以在新德里举行。印度外交秘书梅农在谈判结束之后对媒体表示，印度和美国在核能合作的一些关键问题上分歧依旧，此次没有达成协议。
据当地媒体报道，印美双方最主要分歧集中在核废料处理上。根据美国《原子能法》，任何购买美国核设施和核燃料的国家在处理核废料问题上都要事先征得美国的许可，不可擅动。在印度塔拉普尔由美国援建的核反应堆至今堆放着很多核废料，美国既不把这些废料带走，又不授权印度处理。印度认为，处理和再利用核废料是自己发展核能中“无需争辩”的权利。美国必须在《１２３协议》中明确说明，印度无需得到美国批准，自己拥有处理核废料的权利。但美国认为民用核反应堆的废料再提炼也可以生成武器级的核原料，可能帮助印度的军事核武器项目，这样就违背了民用核能合作的宗旨，因此不同意印度的要求。
除此之外，印美双方在印度核试验权利的去留、核原料供应和战略核燃料储备等问题上也存在很大分歧。有分析认为，这些分歧很难在短时间内弥合。
