5月7日，越南人民军利用强大的炮火和坑道炸药，彻底摧毁了法军防守奠边府的核心阵地，迫使法军投降，从而取得了奠边府大捷。此役歼灭法军一万六千人，俘虏一万人，生擒了法守军司令德卡斯特里准将。奠边府大捷之后，本来就对划界停战主张持怀疑态度的越南谈判代表范文同，相信战场形势已经发生根本性变化，认为原来东西划线南北分界的方案应当改变，不如要求就地停战，稍加调整，等待普选，以便一举统一越南。与此同时，在莫斯科会议期间根据越方介绍的情况商定的坚持越、老、柬三位一体一并解决，以便建立革命的印度支那联邦的设想，在谈判中也成为难以克服的和平障碍。范文同坚持印度支那三个国家“是一个统一的整体”，应有一个完整的解决办法。[27]而周恩来在日内瓦会议期间与法、英两国代表以及老挝王国、柬埔寨王国的代表进行外交接触的结果，却发现作为法国殖民地的印度支那联邦中的三国，在历史上就曾经是不同的国家。战后三国事实上都已各自独立，老挝王国和柬埔寨王国已得到了世界上30多个国家政府的承认，在这种情况下要想否认这两个国家的政府，只承认由越南支持的寮国与高棉的抗战政府，不接受法、英提出的印支三国问题必须分开解决的提议，是非常困难的。其实就连范文同自己也清楚三国情况差别很大，越南可以划界，柬埔寨完全没有划界的可能，在老挝要求划界也缺少足够的资本。特别是在柬埔寨和老挝，抵抗力量的主力都是越南人民军。[28]但若承认分开解决，越南人民军也就成了外国军队，必须撤出。由此造成的结果是不仅南越暂时要被放弃，老、柬两国也势必会落入王国政府的控制之下。这与越南党以及寮国、高棉抵抗力量原先的设想实在相差太远。
围绕着这样一些问题，日内瓦会议期间各方发生了激烈的争执。注意到越南党的方案不可能为对方所接受，美国代表力图利用这种争执而使会议无法达成和平结果，周恩来在与苏、越两国代表团协商后，于5月27日明确提出停火问题可以根据三国不同情况分别处理。此一建议推动会议于29日达成了三国完全同时停火协议，这是自谈判以来的第一个实质性的协议。30日，周恩来致电中共中央，强调了做出这一让步的必要性。他在电报中说：“印度支那三个成员国的民族和国家的界限是非常显明而严格的。这种界限在法国建立印度支那的殖民统治以前就已经存在，而且在三国人民当中也是如此看待的。”“柬埔寨、老挝两个王国政府在大多数人民看来仍然是合法的政府，并且是被世界上三十多个国家承认的政府。”因此，对越南、老挝和柬埔寨，“必须严格地以三个国家来对待”。他提请中共中央对这一点加以认真考虑，如同意即请电商越南劳动党中央。[29]
中共中央很快同意了周恩来的意见，并取得了越南党中央的认可。在这个时候，法国以往主战的拉尼埃政府倒台，日内瓦谈判明显地受到影响。由于受到美国代表的鼓动，西方国家于6月15日中断了关于朝鲜问题的会议。而在老、柬问题的谈判中由于中、苏、越三方坚持不承认越盟的军队进入了这两个国家，谈判也陷于僵持状态，第二天也面临着西方国家终止关于印度支那问题会议的严峻局面。据此，中、苏、越三方代表于15日晚进行了紧急的内部磋商。周恩来直截了当地提出：目前谈判的关键问题是我方是否承认越军在高棉和寮国。如我坚决不承认，则高、寮问题无法谈下去，越南问题也将受牵连而谈不下去。所以应当承认过去有越南志愿军在高、寮作战，但有的已经撤出，如果还有，可以按照撤退一切外国军队的办法办理。与此同时，越、老、柬三国问题应分别解决，应当考虑在老挝和柬埔寨问题上做出让步。因为，我在老挝和柬埔寨的力量过于薄弱，靠越南的力量在这两个国家打下去只能使现在的王国政府完全倒向美国，甚至促使美英搞东南亚条约，把美英等搞到一块去，不如使它们成为东南亚型的中立国家。[30]次日，根据会议达成的一致意见，周恩来通过会见会议两主席之一的英国外交大臣艾登和在限制性会议上发言，明白表示愿意就此作出让步。此举挫败了美国代表准备中断关于印度支那问题讨论的企图，日内瓦会议关于印度支那问题的讨论出现了转机。[31]
印支三国分开处理的问题解决后，如何实现停战的问题就迅速提上了议事日程。为了统一思想与谈判方针，中、苏、越三方代表于6 月17日召开了专门会议，讨论越南劳动党中央13日来电提出的划区方案。但范文同对周恩来所提以越南为争取重点，而在高棉、寮国酌情让步，高棉不划区，寮国只划边区的建议难以认同。周恩来随后致电毛泽东、刘少奇解释说，他的建议是基于三国力量对比的实际状况，“越南各方面的力量较强，不但可以保得住，而且能够逐渐巩固和扩大影响。”如果我们在高棉和寮国问题上作出让步，则越南就可以多要一些，求得补偿。问题是范文同甚至越南党中央对形势的估计都过于乐观，要价过高。特别是法国孟戴斯－弗朗斯内阁上台，于6月17日公开许诺以一月为期和平解决印度支那问题，否则自动辞职，这更是使越南党感到有坚持到底迫使法国政府让步的可能。在他们看来，着急的应该是法国人，而不应当是他们。据此，周恩来致电中共中央，建议中越两党领导人举行会谈，以便将关键性问题向越南党领导人说清楚，取得一致。[32]对此，中共中央迅速表示同意，并给予了进一步的指示。
7月2日，周恩来访问印度和缅甸之后赶往广西柳州参加预定的中越两党会谈。会谈3日开始5日结束，3天里共开了8次会议。根据武元甲的报告，奠边府战役以后，形势对越南极为有利。敌军虽仍有47万人之多，但包括法军在内的远征军仅19万，24万是越南伪军，老挝军仅2万人左右，高棉军仅15000人左右。印度支那抗法力量已达到30多万人。敌军力量主要在越南，有40万左右，越北有18万，五联区有8万人，南部12万均系伪军，而越南人民军则为28万人，主要集中在五联区和中北部，实际力量对比强于敌人。
在听取了武元甲的报告后，周恩来提出的第一个问题就是：“如美国不干涉，法国照样增加兵力的情况打下去，我们多久才能取得整个印度支那？”武元甲表示，打得好，两三年就可以拿下。胡志明则表示“时间至少是三五年。”他承认：三个国家有不同的情况。越南的基础比较好，老挝和柬埔寨的基础较差，在老挝和柬埔寨的干部实际是越南人。另外，即使在越南，也是越北的情况较好，中越次之，而南越的力量较差。同时，武元甲以及中国顾问韦国清、罗贵波等也都强调交通是大问题，如果要大打的话，还要首先花时间把公路修起来，否则很难。
据此，周恩来进一步增强了要说服越南党的信心。他指出：应当看到，印度支那问题不仅是印支三国与法国之间的问题了，它已经国际化，这是关键性的特点。这种国际化甚至超过了朝鲜问题国际化的范围和程度。印度支那不仅影响着整个东南亚和南亚地区，而且对澳洲、新西兰等太平洋地区的国家也有影响，因此毛主席说：“稍一不慎，则影响10个国家近六亿人口。”并且，印支问题直接影响着法国，因而也就间接影响了欧洲的形势。日内瓦会议导致法国改组内阁，好战的拉尼埃政府下台，主和的孟戴斯－弗朗斯政府上台，说明同法国和下来，不仅能够挫败美国的阴谋，而且有可能团结更多的国家。
他同时解释说，大家都清楚，即使美国不干涉，解放全越南至少也需要三年时间。何况美国在干涉方面已经动员了半年。现在吴庭艳上了台，更值得注意。因为其言论表现完全亲美，实际是美国在指挥一切，因此美国帮助南越伪政权的可能性很大。如果我们所提方案要求过高，