文革后期，中共开始考虑缓和与西方的关系，中美之间展开秘密谈判。1972年2月21日，美国总统尼克松抵达北京，受到周恩来总理等中国领导人的欢迎。2月28日，中美上海联合公报发表，宣布中美两国关系走向正常化。从此，中华人民共和国和美利坚合众国的关系进入了一个新的历史时期。
背景
20世纪60年代末，美国总统尼克松入住白宫后想通过改善中美关系，开展“均势外交”，增强美国对付苏联的力量，并调整其亚洲政策，多次作出寻求“与中共改善关系”的姿态，包括主动建立了通过巴基斯坦和罗马尼亚与中国互传口信的渠道。
70年代初，毛泽东主席和周恩来总理从调整中、美、苏大三角关系的外交战略需要出发，通过请美国作家斯诺传话、邀请美国乒乓球队访华等方式，发出愿与美方接触、争取打开中美关系僵持局面的信息。
经过
前期工作
1971年4月21日，中国政府就美方提出双方举行高层对话的建议给美国政府一个答复：“要从根本上恢复中美关系，必须从中国的台湾和台湾海峡地区撤走美国一切武装力量。而解决这一关键问题，只有通过两国高级负责人直接商谈才能找到办法。因此，中国政府重申，愿意公开接待美国特使如基辛格博士，或美国国务卿甚至美国总统本人来北京直接交谈。”尼克松总统于同年5月中答复说，为解决两国之间的分歧问题，并由于对两国关系的重视，他准备在北京同中华人民共和国诸位领导人进行直接交谈，并建议由基辛格赴华与中国高级官员举行一次秘密的预备会议。中国同意这一建议。
1971年7月9日——11日，基辛格秘密访华，中美双方讨论了国际形势及中美关系问题，并就尼克松访华一事达成协议，7月16日发表了《公告》。公告说：“获悉，尼克松总统曾表示希望访问中华人民共和国，周恩来总理代表中华人民共和国政府邀请尼克松总统于1972年5月以前的适当时间访问中国。尼克松总统愉快地接受了这一邀请。”
访华过程
1972年2月21日上午11点30分，美国总统尼克松乘坐的“空军一号”飞机降落在北京机场。尼克松及夫人急忙走下舷梯，向前去迎接的中国总理周恩来伸出了手。中美两国领导人的手握在一起，结束了20多年的隔绝状态，标志着中美关系一个新时代的开始。
尼克松一行抵达北京，对中国进行为期七天的历史性访问。访问期间，尼克松总统会见了毛泽东主席，同周恩来总理进行了会谈。双方就国际形势和中美关系交换了意见，着重讨论了印支问题和台湾问题。
结果
1972年2月28日，中美双方经过反复磋商，终于在上海发表了《联合公报》(又称《上海公报》)。
联合公报在阐明双方对重大国际问题的各自看法和立场、承认中美两国的社会制度和对外政策有着本质区别后，强调指出双方同意以和平共处五项原则来处理国与国之间的关系。双方郑重声明：中美两国关系走向正常化是符合所有国家的利益的，双方都希望减少国际军事冲突的危险;任何一方都不应该在亚洲——太平洋地区谋求霸权，每一方都反对任何其他国家或国家集团建立这种霸权的努力;任何一方都不准备代表任何第三方进行谈判，也不准备同对方达成针对其他国家的协议或谅解。双方还认为，大国相互勾结反对其他国家或在世界上划分利益范围都是违背世界各国人民利益的。
关于台湾问题，中方在《联合公报》中重申：台湾问题是阻碍中美两国关系正常化的关键问题;中华人民共和国政府是中国的惟一合法政府，台湾是中国的一个省，早已归还祖国，解放台湾是中国的内政，别国无权干涉;全部美国武装力量和军事设施必须从台湾撤走;中国政府反对任何旨在制造“一中一台”“一个中国、两个政府”、“两个中国”、“台湾独立”和鼓吹“台湾地位未定”的活动。
美方则表示：它认识到在台湾海峡两边的所有中国人都认为只有一个中国，台湾是中国的一部分，美国对这一立场不提出异议。 并重申它对由中国人自己和平解决台湾问题的关心。考虑到这一前景，它确认从台湾撤出全部美国武装力量和军事设施的最终目标。在此期间，它将随着这个地区紧张局势的缓和逐步减少它在台湾的武装力量和军事设施。
联合公报还规定，双方将为逐步开展中美贸易以及进一步发展两国在科学、技术、文化、体育和新闻等领域的联系和交流提供便利;并将通过不同渠道保持接触，包括不定期地派遣美国高级代表前来北京，就促进两国关系正常化进行具体磋商，并继续对共同关心的问题交换意见。
《中美联合公报》的发表标志着中美两国关系正常化的开始，为以后中美关系的进一步改善和发展打下了基础。
评价
尼克访华的一周被称为“改变世界的一周”。中美两艘大船在当时的世界格局中，各自转个180度大弯来之不易。此后中美逐渐打破坚冰，建立彼此尊重的关系，启发了国际政治中意识形态体系的更新，推动了世界和平与经济流通，堪称20世纪政治史上的里程碑。
同时，中美关系的改善对中国的意义重大，这使中国与世界主要发达国家的联系加强，关系得到改善，为以后的改革开放创造了良好的外部环境。在当时，使中国不再处于两个拳头打人的不利局面，在实际上结束了以往的以意识形态决定对外政策的指导方针。在一定程度上减弱了八十年代末苏联、东欧剧变对中国的影响。