毛泽东与斯大林见面后，一开口就讲：“我是个受排挤的人，有话无处说，反对我的人厉害呢，有些是非不明……”。斯大林当即打断了他的话头：“胜利分清了是非，胜利者是不受谴责的。”
中苏建交后，毛泽东就着手进行访苏的具体准备工作。1949年12月6日，他登上北上的专列，前往莫斯科。这是他生平第一次走出中国故土，出国访问。毛泽东的随行人员有机要秘书陈伯达（以教授的身份）、翻译师哲、叶子龙、汪东兴等。
毛泽东这次访苏的目的，主要是同斯大林就中苏两国间重大的政治、经济问题进行商谈，重点是处理1945年国民党政府同苏联政府签订的《中苏友好同盟条约》。这个条约将中长铁路、旅顺海军基地、大连港定由中苏两国共同所有，共同经营，共同使用，期限为三十年。这显然是一个损害中国主权的不平等条约。中国政府希望通过一个新的协定，将中长铁路、旅顺海军基地、大连港在苏联与日本缔结和约后全部收回，如和约未缔结也要至迟在1952年收回。此外，毛泽东还要参加斯大林七十寿辰的庆祝活动，并对苏联进行参观访问。
专列从东北满洲里驶出国境，顶着凛冽的寒风，沿着漫长的西伯利亚铁路向莫斯科驶去。每到一站，毛泽东都会在停车时到月台上散步，有些受凉。行至斯维尔德洛夫斯克车站时，他再次下车散步，忽然头晕目眩，满头大汗，一下病倒了。随行人员连忙扶他回到车厢。12月16日到莫斯科火车站时，毛泽东的重感冒还没好，所以苏联方面欢迎仪式从简。
当晚十八时，毛泽东在克里姆林宫与斯大林第一次见面。斯大林和苏共全体政治局委员及外长在小会客厅门口迎接，对斯大林来说，这是很破例的。斯大林称赞毛泽东：“你很年轻，红光满面，容光焕发，很了不起。”
毛泽东亲自到苏联去，个人的想法是跟斯大林说说话，倒一倒这些年的苦水。他没有颂扬斯大林，一开口就讲：“我是个受排挤的人，有话无处说，反对我的人厉害呢，有些是非不明……”斯大林当即打断了他的话头，说：“胜利分清了是非，胜利者是不受谴责的。”
斯大林的话一方面是说在毛泽东和王明之间，不能谴责毛泽东；另一方面也是说，我斯大林也是胜利者，也不应受到谴责。表面看是赞扬毛泽东，实际上也是为自己开脱。毛泽东还想回顾历史，斯大林却岔开话题，不愿谈下去。这自然让毛泽东很不痛快。
谈到中长铁路和旅顺基地、大连港的问题，毛泽东试探性地提出需要外交部长周恩来也到莫斯科来，缔结一个新条约。斯大林表示：这由你们自己决定。显然是不希望周恩来来，也就是无意签订新的协定。
毛泽东提出：希望苏联向中国贷款三亿美元，斯大林很痛快地同意了。几天后，毛泽东给中共中央拍发电报，指出贷款问题“目前数年内多借不如少借为有利”。
12月21日，毛泽东应邀出席莫斯科庆祝斯大林七十寿辰大会。苏联方面特意安排中国代表团在十三个外国代表团中首先致词。毛泽东的祝词受到热烈欢迎，三次全场起立，长时间鼓掌。他在形式上受到高规格的接待；但对涉及中苏两国国家利益的实质问题，苏方却避而不谈。
毛泽东有些着急，祝寿大会的第二天，便找柯瓦廖夫来住处谈话，并要他把这次谈话的记录转交斯大林，表示希望与斯大林再次见面，谈判解决中苏条约、贷款协定、贸易协定、航空协定等问题，拟请周恩来前来莫斯科完成协定签字手续。
12月24日，斯大林与毛泽东举行第二次会谈，海阔天空地谈了国际共产主义运动的有关问题，也包括越南问题、日本问题、印度问题、西欧问题等等。但斯大林只字不提中苏条约，更加明确地表示不希望周恩来来莫斯科。
毛泽东来到莫斯科已经十多天了。参加庆祝斯大林七十寿辰的各国代表团纷纷离开莫斯科回国，唯独毛泽东留下来，住在斯大林的别墅里。斯大林几乎每天让人打电话来询问毛泽东的生活是否安适，却始终不提签约之事，也不再会见毛泽东。斯大林采取了拖的办法，同时想进一步摸清毛泽东的底牌。
签订新约，恰恰是毛泽东此次访苏的主要目的。毛泽东对这次访苏，本来是兴冲冲的，寄予很大希望。但来到莫斯科受到这样的冷遇，大大出乎他的意料。作为一个懂得忍耐的政治家，毛泽东也忍耐不住了。一次，苏方联络员柯瓦廖夫和翻译费德林来看望毛泽东。毛泽东对他们发了火：“我到莫斯科来，不是单为斯大林祝寿的。你们还要保持跟国民党的条约，你们保持好了，过几天我就走。我现在的任务是三个：吃饭、拉屎、睡觉。”
事后，柯瓦廖夫给斯大林写了一份汇报材料，说了些对毛泽东和中国党的意见，本意是向斯大林告状的。斯大林后来却把柯瓦廖夫的汇报材料转交给毛泽东，并解释说：“柯瓦廖夫是个技术人员，根本不懂政治，让他来搞政治，就像老鼠钻进了风箱里。”斯大林此举，还是有意向毛泽东和中国同志示好，表明他也很重视发展同中国党的关系。
事也凑巧，正值此时，英国通讯社放风造谣：斯大林把毛泽东软禁起来了。消息一传出，苏联方面有些紧张。为了戳穿谣言，经双方同意，毛泽东在1950年1月2日发表了一个答塔斯社记者问。其中谈道：“我逗留苏联时间的长短，部分地决定于解决有关中华人民共和国利益的各项问题所需的时间。”“在这些问题当中，首先是现有的中苏友好同盟条约问题，苏联对中华人民共和国贷款问题，贵我两国贸易和贸易协定问题，以及其他问题。”
毛泽东借答记者问的机会，将中苏商议签订新条约的事项公之于众，这一下给了斯大林很大的压力。斯大林终于改变了态度，同意周恩来来莫斯科，并派莫洛托夫、米高扬等人前去询问毛泽东对签订中苏友好条约的意见。1950年1月9日，周恩来从北京出发，1月19日到了莫斯科。在他和毛泽东的共同争取说服下，终于使斯大林同意缔结新条约，同时还向中国贷款三亿美元，并向中国派遣专家支持中国的经济建设。
在周恩来从北京出发还没到莫斯科的几天，毛泽东离开莫斯科到苏联其他地方参观。他来到了列宁格勒，站在波罗的海厚厚的冰层上抒情：自己的愿望是要从海参崴走到波罗的海，然后再从黑海走到北极圈，把苏联东南西北都走遍。苏方人员都为他的豪情和胸怀深深感动，欢呼雀跃。
在列宁格勒，毛泽东参观了艺术馆，包括东宫展览厅，也就是沙皇的宫殿。本来有一间中国厅，但主人说目前正在整修，不便参观，很遗憾。毛泽东侧过脸对翻译师哲说：“其实是不便对我们开放，不好意思让我们看，因为沙俄盗窃中国的东西太多啰。”
提起库尔班大叔骑着毛驴要到北京见毛泽东的事，毛泽东很是感动，喃喃地说：“新疆的少数民族老百姓多好啊，这么大老远的还要骑毛驴来看我。”
1950年，中国人民解放军不断向新疆、西藏等边疆地区推进，中国大陆全部解放的形势越来越明朗。1950年3月，人民解放军到达迪化（今乌鲁木齐），胜利完成了进军新疆的任务。
1949年9月中旬，彭德怀统帅的第一野战军相继解放陕西、甘肃、宁夏、青海全境，为新疆的和平解放创造了条件。9月8日，也就是甘肃兰州解放的十三天后，毛泽东在中南海约见张治中，对他说：“西北野战军已经由兰州及青海分两路进军新疆。希望你去电新疆军政当局，敦促他们起义。”张治中表示：“我早有此意，只是自五月以后，我同陶峙岳、包尔汉没有联系了。”毛泽东说：“我们已经在伊宁建立了电台，你如有电报，可发至伊宁再转迪化。”[ 《张治中回忆录》，中国文史出版社1985年2月第1版，第581页。]
9月10日，张治中发电给陶峙岳、包尔汉，劝其“及时表明态度，正式宣布与广州政府断绝关系，归向人民民主阵营”。9月15日，应毛泽东主席邀请，新疆省政府教育厅长赛福鼎率新疆代表团来到北平，参加全国政协第一次会议。9月16日晚上，毛泽东、朱德、周恩来利用在怀仁堂看戏的机会，专门来到第一排中间看望了他。第二天又在中南海接见厅专门接见了新疆代表团。9月17日，陶峙岳、包尔汉联名复电张治中称：“在保障国家领土、维护本省和平及避免军队无谓牺牲之三项原则下，选择时机，和平转变。”9月25日、26日，陶峙岳、包尔汉宣布起义，实现了新疆的和平解放。
10月22日下午，赛福鼎向毛泽东递交了入党申请书，得到了毛泽东的称赞，并批示彭德怀同意赛福鼎入党，等中共新疆分局成立后正式履行手续。23日，赛福鼎从周恩来那里得知这一消息，激动得流出了幸福的泪水，称这是他“一生中的重大转折”。
为了及时接管新疆地区，第一野战军第一兵团司令王震率第二、第六军，从10月10日起，以空运、车运和徒步行军的方式，从甘肃酒泉出发，历经艰难险阻，向天山南北挺进。当王震的部队进入新疆时，塞外军民载歌载舞欢迎。陶峙岳写下了《迎王震将军入疆》的诗：“将军谈笑指天山，便引春风度玉关。绝漠红旗招展处，壶浆相迓尽开颜。”
新疆普通农民库尔班·吐鲁木受到毛泽东接见的真实故事，是新疆翻身农民拥护共产党热爱毛泽东的真实写照，他与毛泽东握手的照片正是侯波拍摄的。
库尔班·吐鲁木是和田地区于田县的老农民。他从小失去父母，在巴依家的羊圈里度过童年。为挣脱被奴役的生活，他带着妻子逃到荒漠里，靠吃野果生存。后来妻离子散，他独自度过十七年野人生活。新疆和平解放后，库尔班知道是毛泽东主席使他翻身解放，回到人间，过上了幸福生活，便执意要到北京去见恩人毛主席。七十高龄的他在大背袋里装着自己做的葡萄干和自己织的粗棉布，骑着小毛驴就上路了。
新疆党政领导知道这件事后，决定派飞机将他送到北京。1958年6月28日下午，历经坎坷，七十五岁的库尔班同全国其他劳动模范一起，在北京中南海受到毛主席的亲切接见。在场的侯波拍下了后来传遍全国的著名照片《库尔班大叔见到了毛主席》。此事令毛泽东很是感动，喃喃地说：“新疆的少数民族老百姓多好啊，这么大老远的还要骑毛驴来看我。”