但是，美国坚持认为，宋子文是除蒋介石之外同斯大林会谈的唯一合适人选。如果宋子文不去莫斯科而改派新的外交部长，这可能对中苏谈判产生有害的、甚至是毁灭性的影响。在美国的再三要求下，宋子文同新任外交部长王世杰一道赴莫斯科参加中苏第二轮谈判。
6．斯大林称：国民政府最好同意达成协议，否则中共将进入满洲
波茨坦会议结束后不久，中苏重新恢复谈判。此时，美国已经成功地试爆了第一颗原子弹，要求苏联参战的心情也就显得不像过去那么迫切了。同时，美国还考虑到苏联出兵中国东北之后对美国在华利益可能产生的影响，结果，华盛顿对莫斯科的态度开始有所强硬。
于是，美国已不再含蓄了，对大连问题明确表明了态度。8月5日，杜鲁门让哈里曼转告斯大林，美国相信宋子文已经接受了雅尔塔协定的要求。与此同时，贝尔纳斯也通知哈里曼，美国要求中苏之间不得达成进一步使中国让步的协议。因为“这将对我们的利益起不利的影响”，特别是“把大连港划归苏联军事区，而没有征得我们同意这一点。应该记住罗斯福总统不同意苏联最初提出的关于租借大连的建议，坚持大连港应国际化，成为自由港。由于我们的利益在于维护门户开放政策，因此我们反对把大连港划归苏联军事区或把它作为苏联海军基地。”
8月7日，中苏第二轮谈判开始。此轮谈判需要解决的问题包括：（1）外蒙古的边界；（2）大连市的管理；（3）旅顺海军基地军事区；（4）旅顺的管理；（5）中东铁路董事长及局长人选；（6）双方在东北的军事合作。
在当天的会谈中，斯大林提出一个新的要求：中国应同意不在旅顺以南100英里任何岛屿上建立要塞。但中方拒绝了这个要求。蒋介石授权宋子文许诺把沙皇曾经租借过的旅顺地区划归苏联军事区，但大连及其相连的铁路不包括在内。
斯大林虽然同意不把大连及相连的铁路划入苏联军事区，但拒绝将大连置于中国行政管理之下，也不赞成向苏联出租部分港区作商业用途的提议，坚持由双方共同建立一个委员会来管理大连和旅顺。
会谈中，斯大林又出乎意料地提出一个“以前没有提出过的建议”，这就是“战利品”问题，其中包括部分日本企业的股份。这意味着苏联可能攫取中国东北相当一部分工业以及取得对东北工业永久性的控制权。
美国对斯大林在战利品问题上的漫天要价感到不满。杜鲁门建议中国政府拒绝苏联分享日本企业股份的要求，把战利品的定义局限在物资上，战利品的解释必须符合美国在波茨坦会议上提出的传统定义。正如哈里曼所说，如果苏联像在德国那样来解释“战利品”，他们就可能“全部撤除满洲的某些工业”。
