1969年11月17日 (農歷十月初八)，美蘇開始第一階段戰略武器談判。
1969年11月17日至1972年5月27日是第一階段談判，雙方代表先后召開了123次全體會議，經過激烈的討價還價，最后簽訂了限制進攻性戰略武器某些措施臨時協定。臨時協定為期5年，把雙方陸基洲際導彈凍結在1972年7月1日的水平上，即蘇聯為1618枚，美國為1054枚；把雙方的潛艇發射導彈和導彈核潛艇凍結在1972年5月26日實有和正在建造的水平上，即蘇聯為950枚、62艘，美國為710枚、44艘；對雙方的戰略轟炸機未作限制規定。這是在雙方對它們的進攻性戰略武器的數量都有“充足感”的情況下，凍結數量的發展，使核軍備競賽轉入以提高質量為主的方向。對蘇聯來說，臨時協定有利它在進攻性戰略武器數量上保持對美優勢，以便集中力量在質量上追趕美國。對美國來說，由于它當時實際上已停止增加其進攻性戰略武器的數量，臨時協定限制蘇聯的進攻性戰略武器、特別是巨型的ＳＳ—9導彈的增長顯然也是符合美國利益，而當時美國武器的質量優勢足以抵銷蘇聯的數量優勢。臨時協定沒有觸動雙方核武庫的一根毫毛，只是為此后的核競賽定下一個規則而已。另外，鑒于當時美蘇都感到反導彈防御系統價格昂貴，效能有疑問，雙方都不準備大量發展，于是達成了雙方各保持兩個反導彈防御系統的《限制反導彈防御系統條約》。
從1972年11月21日起美蘇在日內瓦又開始了第二階段談判。談判持續7年之久，舉行過約300次全體會議，最后于1979年6月18日卡特與勃列日涅夫在維也納簽訂第二階段限制戰略武器條約。該條約有效期至1985年，確定雙方戰略武器的總限額為2250件，其中分導式多彈頭運載工具的限額為1320件。條約與臨時協定一樣，仍是只限數量不限質量，而且分導式多彈頭導彈的限額高于雙方當時現有數，為進一步增加數量留有余地。一些美國軍事戰略專家指出，條約對美國不利之處是：允許蘇聯部署308枚重型導彈，其破壞力超過美國現有洲際導彈破壞力的總和；蘇聯的逆火式轟炸機不算戰略武器，不計入總限額內，而美國的機載巡航導彈則作為分導式多彈頭戰略武器加以限制；戰略武器的總額和分導式多彈頭導彈的限額偏高，有利于蘇聯發揮其洲際導彈數量多、投擲重量大的優勢，并符合蘇聯企圖加速部署分導式多彈頭導彈的需要。根據美國憲法，條約需經參議院三分之二通過方能生效。由于得不到足夠的支持票數，在卡特政府時期，國會推遲了對條約的辯論和表決。里根上臺后認為該條約有“致命的缺點”，反對國會批準，同時由于美蘇關系緊張，戰略武器談判陷于停頓。