在布热津斯基即将成行之际，万斯又去向卡特建议，在布热津斯基访华之前应该邀请苏联外长葛罗米柯访问美国，想以此来削弱布热津斯基访华的战略意义。布热津斯基对此表示了强烈的反对。据布热津斯基在其所著《实力与原则》一书中记述，为了不让苏联因素干扰其访华之行，他劝说卡特拒绝了万斯的建议。这样，邀请葛罗米柯访问美国的计划就经卡特同意被推迟至布热津斯基访问中国之后。
布热津斯基临行前，台湾驻美“大使”沈剑虹求见美国国务院官员和布热津斯基的助手奥克森伯格，希望美国考虑改变这个访华日期，因为那一天正好是台湾新“总统”蒋经国就职典礼的日子。国务院中华民国科的官员只好说对这种巧合表示遗憾。奥克森伯格连一句道歉的话都没有，只是冷冷地说了一句：“这事无法改变了。”
沈剑虹还不甘心，就要求约见布热津斯基本人。但是，布热津斯基传出来的答复是太忙了，只能在访问北京回来以后再考虑会见。沈剑虹敏锐地感觉到形势有些不妙了。
5月19日，布热津斯基一行终于乘专机飞离华盛顿，开始了他的中国之行，并按计划于5月20日抵达北京。
□布热津斯基说邓小平“个子小，气魄却大，立即使我心折。和他谈话以后我更加理解他何以能经受住政治生涯中的所有挫折，但更重要的是，他的目的感和干劲使我印象深刻。他是一位知道自己需要什么、能和谁打交道的政治领袖。”
□听了布热津斯基的汇报后，卡特说：“你被邓小平迷住了”。
当布热津斯基飞越太平洋上空的时候，表面的平静并不能掩饰其内心的波澜，他的心像太平洋的波涛一样起伏不已。后来他在回忆录里回忆起这次北京之行时说：他不由自主地将自己的这次访问，与10年前的1971年夏天基辛格那次秘密飞越喜玛拉雅山的“勃罗行动”联系起来。甚至他还想到非常巧合的是为美中关系正常化做出贡献的基辛格和自己，两人竟然都是非美国出生的移民（基辛格是在德国出生的，他是在波兰出生的），而且在接受这项任务时都从来没有到过中国，对中国几乎是一无所知，又没有什么特殊感情，只是有相同的战略考虑。
在飞机上，他还非常关心讲究礼仪的中国会给予他什么样的礼遇。他问助手们，基辛格和万斯第一次飞抵北京时都有什么人去机场迎接。研究中国问题的专家奥克森伯格告诉他，基辛格第一次飞抵时，迎接他的是过去与马歇尔将军在军调部共过事的叶剑英元帅，后来是军委副主席，还有就是当时刚宣布出任驻加拿大大使的黄华；而去年迎接万斯国务卿的是已经担任外交部长的黄华。布热津斯基之所以问这个问题，是担心他飞抵北京时受到怠慢。他所担任的总统国家安全事务助理，在职务上与国务卿相当，会受到相同的欢迎礼仪吗？
1978年5月20日中午，布热津斯基一行十人抵达北京。同行包括他的夫人，以及国家安全委员会的塞缪尔·亨廷顿、国防部的莫顿·阿布拉莫维茨、国务院的里查德·霍尔布鲁克、弗兰克·普雷的助手本·休伯曼和奥克森伯格等。
当美国专机在首都机场降落，外交部长黄华夫妇出现在舷梯下的时候，他很高兴。他曾说：“这是一个信号，说明中国人决定对这次访问给予与国务卿来访同样的规格。”
这是布热津斯基第一次访问北京，印象很新鲜。布热津斯基在回忆录中说：
为了使中国参加到我想要推进的关于建立更广泛关系的会谈中来，我们中的4个人准备向中国人广泛地介绍情况：国家安全委员会的塞缪尔·亨廷顿，专谈我们对苏美均势的估计及由此产生的战略问题；国防部的莫顿·阿布拉莫维兹，全面介绍军事情报，并提出两国军事代表团互访的建议；国务院的理查德·霍尔布鲁克，专谈扩大文化和经济合作问题；在费兰克的新闻班子和国家安全委员会任职的本·休伯曼，专谈扩大科学合作，包括总统科技顾问普雷斯博士可能访华的问题。我在中国事务方面最亲密的顾问米切尔·奥克森伯格则直接与我一起准备我所要作的关于美国对外政策的全面介绍，这一介绍是我与中国领导人进行更为直率的讨论的序幕。
当天晚上，外交部长为我举行正式晚宴，席间互相祝酒———我们祝酒时措词谨慎，以示我们意图的严肃性。
星期天早晨，我们先去参观毛泽东的纪念堂。看到有教养的中国人也学俄国人的作法，将他们的革命领袖的遗体作了防腐处理并予以展出，我未能苟同，对于所谓的科学的唯物主义者来说，这是一种自相矛盾的风格。这个上午余下的时间用于与中国外长进一步交换意见，他介绍了中国在对外政策问题上的立场。下午，我参观了紫禁城。这种宫殿与手工艺品卓越非凡的组合，使人们理解到中国本身一直就是一种文明，其程度之高非世界上任何其他国家可比，相当不同寻常而富有特色。然后，我与邓小平副总理第一次会谈，晚上也同他在一起，在仿膳吃了一顿精致的便宴，仿膳饭馆设在北京中部的北海公园，前面有个小湖。饭罢，去听京戏，上演的都是传统的京戏，显然与最近对外宾的做法不同。
深谙谈判艺术的布热津斯基对这次访华，可谓作了充分准备，在对美中两国近10年的谈判记录作了潜心研究分析之后，精心设置了一套谈判计划。他知道，在同邓小平或华国锋会面以前，他与中国外长的谈话，中方将会进行全面研究。因此，他就在第一天与黄华外长会谈时，连翻译在内，用了三个半小时，“有意识地将概述美国对外政策的开场白讲得很长，很全面”，清楚而充分地说明美国赞成什么，卡特政府想做的又是什么。目的是想在战略问题上一旦达成若干一致意见后，再和最高领导人私下讨论此事。也就是说，“真正的协商和确实重要的交换意见主要是在与邓小平副总理和华国锋总理会谈时进行的”。
5月21日下午4时零5分至6时30分，邓小平就在人民大会堂南门接待厅会见了布热津斯基。邓小平是在布热津斯基刚刚参观了故宫博物馆后就进行这次会见的。
布热津斯基在回忆录中说：“在会见中国外长时，双方代表团在长桌两边相向而坐，但在这次会见中，邓与我却并排坐在扶手椅中，邓在我左边，他那照例必备的痰盂在他左边。伴我前往的只有迈克·奥克森伯格，他能讲中国话并做详细记录，在座的还有伦纳德·伍德科克大使。代表团其他成员对未能列席都没有意见，只有霍尔布鲁克因未能参与这次会见而就个人特权问题大做文章。然而我受到总统明确指示的限制，要使会见保持在小范围内，并保守机密，那么大使显然应该排在他的前面。会见是从邓的一句关怀话开始的。邓说：”你一定很累了。‘我回答说：“我感到振奋。’这句话准确地表达了我的情绪。在继续寒暄几句以后，邓就言归正传了。”
布热津斯基告诉邓小平，他已经将毛泽东、周恩来和邓小平与美国主要政治家和参议员的谈话记录都阅读了一遍。
邓小平说：“美国朋友我见得不少，中国问题不难了解，你从过去的谈话记录中，可以了解我们的看法、观点和主张，我们已经直截了当地说出来了。毛泽东主席是个军人，周恩来也是军人，我也一样。”
布热津斯基回答说：“军人说话就是痛快直率，但美国人也有说话直率的名声。我希望你没有觉得美国人或美国有什么不容易理解的。”
紧接着，布热津斯基“便一头栽入”他在与黄华外长会谈时回避了的话题，即关系正常化问题。布热津斯基说：“总统要我转告你，我们准备不仅就国际形势，不仅就我们并行不悖的行动可能有助于推进同样的目标或抗拒同样的危险等方面认真进行会谈，而且准备开始就两国更直接的关系问题作更加积极的会谈。”
邓小平仍持怀疑态度，因为布热津斯基头一天和黄华的会谈中，并没有具体涉及到这一实质性问题。于是，邓小平说：“阁下，现在的问题仍旧是下决心。如果卡特总统在这个问题上下了决心，我想解决这个问题就比较容易了……为了实现正常化，你认为应该做到什么呢？”
关于这个问题，在回答时，布热津斯基试图让邓小平了解美国对盟国的义务，也了解美国在国内面临的困难，特别是在台湾问题上遇到的困难。布热津斯基为此谈了相当长的时间，他说：“在和阁下私人讨论以及在这小范围内保密的情况下，我还可以说，总统本人准备在实际可行的情况下尽快解决这个问题。我们无意人为地延迟解决……因此，总统准备在国内承担解决两国之间突出问题的政治责任。他承认这是我们的责任，而不是你们的问题。在两国关系中，我们将继续遵循上海公报，遵循只有一个中国、解决台湾问题是你们自己的事这条原则。然而，与此同时，我们还有某些国内问题和某些历史遗留下来的必须加以克服的问题。这些问题复杂、困难，在某些方面相当带有感情色彩。这就是我们为什么必须在和平解决台湾问题方面找到能够让我们表达我们的希望和期待的某种方式的原因，尽管我们承认这是你们的国内事务，我们是按照上海公报的精神这样做的……”
邓小平回答说：“双方都可以表达自己的意见，中国人可以说，我们何时、如何解放台湾是应由中国人自己来解决的内部问题。我们可以表达我们的看法。”
布热津斯基说：“关系正常化以后，感到不安全的台湾可能会转向苏联。”
邓小平回答说：“我们曾经考虑过这个可能性，但既然美国要维持与台湾的经济关系，这个问题就不成其问题。”
双方的立场就这样接近了。
可以说，在整个过程中，正如布热津斯基所说的，“我们试图将交换意见变为朋友间的真诚对话，我即席发言，将全球性、战略性和双边问题交织在一起，逐渐接近正常化问题，以便探索中国的灵活性，然后，再回到不致引起重大争论的全球问题上来。”
会谈中，布热津斯基“有意”使用了“历史转折时代”这个“含义模糊的字眼来描述台湾在以某种方式最终重新统一之前所处的分隔状态”，试图向邓小平讲清楚，“即使在正常化以后，美国对台湾的安全义务还要继续下去”。
在进一步交换若干意见之后，布热津斯基继续说：“我受命向你证实：美国接受中国的三个基本点，并再次重申上届美国政府向你们作出的五点（承诺），我愿意再次重复自我来到北京已说过好几次的话，即美国在这个问题上决心已下。”
接着，布热津斯基提议下个月双方就正常化问题开始进行高度机密性的磋商。
邓小平立即代表中国接受了这个建议。之后，邓小平还是忍不住用“挖苦”的语气说道：“我想，关于这个问题，就谈这么多了。我盼望着卡特总统下决心的那一天。让我们换一个话题吧。”
但敏锐的布热津斯基又立即肯定地补充了一句：“我已经对您讲过，卡特总统已经下了决心了。”
随后，邓小平和布热津斯基的会谈话题又回到国际形势上来。邓小平粗线条地重申了头一天黄华外长的意见。他强调中国对得到更多美国技术怀有兴趣，尽管他对美国可能不会给予合作表示关注。之后，他们继续讨论战略关系问题，邓小平坚持说限制战略核武器会谈对美国没有好处。
布热津斯基指出：“会谈旨在实现战略稳定，它是与重振防务的努力并用的。”
邓小平没有他的看法，说：“坦白地对你说，不管什么时候，只要你们去跟苏联缔结条约，总是美国方面作出让步，总是讨好苏联的产物。”
布热津斯基觉得“这该是我们稍微讽刺一下对方的时候了”，就对邓小平说：“在对付苏联方面我们并不天真无知。过去30年来，反对苏联霸权图谋的一直是美国，其时间大致相当于你们的两倍，所以我们在这方面还是有一些经验的。”
但就像布热津斯基后来回忆说的那样：“要是从上面这番概述便得出结论，认为我们交换意见时言语尖刻或互相攻击，那就错了。交换意见过程中确有争吵，但整个趋势是积极的。邓关于正常化的评论也不像外长那么僵硬，他并没有作实质性让步，但伍德科克和我都感到可能有某些灵活性。邓没有驳斥我关于美国和台湾的某些说法，自那以后，我们更有这种感觉。我们的讨论一直持续到晚上，尽管我们的谈话更多有个人性质。我们在谈到各自的家庭时，邓不住地往我的盘子里放入引人开胃的美味佳肴，我们频频举杯祝酒，邓对他有兴趣访美作了一些含蓄的暗示。他还作了一项神秘莫测的评论，大意是说他自己作为高级领导人只有3年的时间了，他这样说时，似乎在强调美中关系的进展有某种迫切性。我告诉他，我希望能在华盛顿我的家中回请他一次，以答谢这次宴请，邓微笑着接受了。”
邓小平接受布热津斯基的邀请，是在他们当天晚上的会谈中。他们在人民大会堂谈了一个下午。在快要吃晚饭的时候，转换地点来到了北海仿膳饭庄边吃边谈，由过去给毛泽东、周恩来作翻译的冀朝铸担任翻译。
这天黄昏时分的北海公园因为这次特别的宴会而载入了史册。湖面波光潋滟，灯影粼粼，垂柳依依，和风拂面。在公园西边的仿膳饭庄里，古香古色的宫廷菜与点心令人回味无穷。穿着黑色中山装的中国主人与西装革履的美国客人都因会谈的顺利而有些兴奋。
这是对中美关系起了重大作用的一次谈话。数年后，布热津斯基才知道，邓小平这次在北海公园的仿膳饭庄宴请他，是邓小平了解他，知道他这次访华的不易而给他的特殊礼遇。布热津斯基以后曾多次回忆起这一次谈话，说这是他终身难忘的一个夜晚。他说：“会见后不久，如上所述，他把我带到一家饭店，在那里我们继续讨论，气氛更加无拘无束，一直讨论到很晚。邓个子小，气魄却大，立即使我心折。他富有才智，机警、精明，理解很快，相当幽默，强硬而直率。和他谈话以后我更加理解他何以能经受住政治生涯中的所有挫折，但更重要的是，他的目的感和干劲使我印象深刻。他是一位知道自己需要什么、能和谁打交道的政治领袖。”
次日下午，华国锋总理也接见了布热津斯基。布热津斯基递交了从月球采回的岩石标本及带上月球又带回来的五星红旗。
在告别宴会上，布热津斯基在原来准备的祝酒辞中，特意加上了关于卡特总统对美中关系正常化下了决心的段落。他在祝酒辞中首先表达了美国对中国的三个根本信念：第一，美国和中华人民共和国之间的友谊和关系正常化对世界和平极为重要和有益；第二，一个安全和强大的中国对美国有利；第三，一个强大、自信和参与全球事务的美国对中国有利。然后，他加了如下一段话：“美利坚合众国总统希望与强大的中国有友好联系。他决心和你们一起，在上海公报的范围内，克服两国关系正常化道路上尚存的障碍。在这个问题上，美国已经下了决心。”
布热津斯基一回到美国就立即向卡特总统提交了一份书面报告，认为这次访问“很成功”。5月26日，外出刚刚回到华盛顿的卡特就听