新中国诞生两个月后，毛泽东主席就前往苏联访问。这是新中国国家元首第一次出国访问。
前往莫斯科
访问名义上是为祝贺斯大林70寿辰，实际成果是签订了《中苏友好互助同盟条约》。
毛主席于1949年12月6日乘火车离开北京赴莫斯科，随行人员只有4人：陈伯达（秘书）、汪东兴（警卫）、叶子龙（机要）、师哲（翻译）。这可能是现代国家元首正式出访，随行人员少得不能再少的一次了。如把一个半月后加入毛主席这次访问的周总理一行17人也算上，人员也是最精简的。
12月16日中午12时整，专列到达莫斯科雅罗斯拉夫车站，苏联部长会议副主席莫洛托夫、元帅布尔加宁上车慰问、迎接。考虑到天气寒冷，主席感冒，隆重的欢迎仪式被压缩。按照苏方安排，毛主席只在仪仗队前绕场一周，未致答礼，散发了书面讲话。
会见斯大林
毛主席在斯大林的第二别墅下榻。当天晚上6时，斯大林和苏共全体政治局委员，在克里姆林宫会见毛主席。
两人紧紧握住对方的手，一个新时代开始了。斯大林说：“你很年轻，红光满面，容光焕发，很了不起。”而毛泽东却说：“我是长期受打击排挤的人，有话无处说……”斯大林未等毛泽东把话说完，便插话说：“胜利者是不受审判的，不能谴责胜利者。这是一般的公理。”
会谈中斯大林再三问毛泽东：“你来一趟是不容易的，那么这次我们该做些什么？你有些什么想法或愿望？”
毛主席说：“恐怕是要经过双方协商搞个什么东西，这个东西应该是既好看，又好吃。”
翻译后，苏联人都目瞪口呆了。中苏两国最高领导人坐在一起讨论好看、好吃的东西，岂不可笑。文化的差异，彼此互不摸底，互相试探，也是在情理中的。
苏联方面对毛泽东来访十分重视，斯大林的想法是，无论签署什么文件，应由中苏最高领导人，即毛泽东、斯大林亲自签署。但是毛泽东却一心要把周恩来请到莫斯科来完成这项任务，因为斯大林的国家职务是部长会议主席，与周恩来总理的身份是相称的。