中国政府成功警告美国与台湾后，开始主动采取缓和台海局势的行动。2月，周恩来通过瑞典驻华大使向美方透露，中国愿意与美方就缓和台湾地区及远东局势举行直接谈判。3月7日，《人民日报》在社论中提议，举行一次由中、美。英、苏等国参加的国际会议，讨论缓和台湾地区紧张局势的问题。4月23日，周恩来在亚非会议上声明：“中国人民同美国人民是友好的。中国人民不要同美国打仗。中国政府愿意同美国政府坐下来谈判，讨论和缓远东紧张局势的问题，特别是和缓台湾地区紧张局势的问题。”这一声明引起重大反响。随后，杜勒斯表示美国不排除同中国进行谈判的可能。因此，台海危机引起中美关系一度紧张后，双方很快又趋向缓和。
在上述情况下，被迫中止的中美日内瓦领事级谈判重新进行。至1955年7月15日为止，中美先后经历六次领事级谈判，就中国留美学生与美国侨民（包括犯人）回国问题进行多次协商。美国代表提出让唐奈与费克图作为平民遣返回国，中国代表明确地告诉他们，二人触犯的是军事犯罪，不能按平民遣返。双方谈判因此陷入困境。
4月2日，美国宣布允许76名中国留学生回国并很快得到中方回应，中国政府也对4名美国飞行员驱逐出境。这让美方确信谈判是解决间谍问题及台湾问题的有效途径。杜勒斯表示，不反对与中国政府直接会谈，并打算由中美各派1名特派员到对方国家处理双方人员的回国问题，但这又与美国只承认“中华民国是中国唯一合法政府”的原则相冲突，因而被抛弃。台湾问题与双方平民回国问题胶着在一起，在无计可施的情况下，美国称“比起为保卫这几个小岛而打一场全面战争来说，从大体出发，我们还是宁愿丢点面子为好”。最终杜勒斯决定将双方在日内瓦举行的领事级谈判升格为大使级谈判，这一建议很快得到中方的赞同。7月25日，中美两国联合发表公报，同意将领事级会谈改为大使级会谈。
中美将举行大使级会谈的消息公布后，各国重要报刊都争相刊登此事。8月1 日，第一次中美大使级会谈在日内瓦正式举行。为争取主动，会谈一开始，中方代表王炳南宣布：7月30日，中国提前释放阿诺德等11名美国飞行员。7月31日，他们已离开北京，估计8月4 日将到达香港。8月2日，哈马舍尔德当面交给王炳南一封信，信中提到，“亲爱的周恩来先生，我抱着深深的感激得知11名飞行员的释放”。6日，周恩来给哈氏回信时称：“感谢你对王炳南大使所表示的愿意尽力协助中美会谈的好意。中国政府已经采取了有助于中美会谈取得积极结果的行动。希望你能够转告美国方面也在行动上有所响应。”至此，有惊无险的美国间谍案结束，台海危机得到缓和，中美领事级会谈升格为大使级会谈。
