韩战刚刚停止，中国政府就与苏联相互配合，呼吁进一步缓和国际紧张局势了。实现印支和平从此开始成为苏、中、越三国共同的宣传口径。在苏联政府的倡导之下，1954年2月19日美、英、法、苏四国柏林外长结束后的声明宣布两个月后将召开日内瓦（Geneva）会议，讨论朝鲜和平和印支停战问题。此一声明立即得到了中越两国的积极响应。当然，即使赞成谈判，毛泽东还是更相信军事胜利的作用。这是因为，这个时候的法军还具有相当强的作战能力，特别是在法军以上万兵力突入越南西北战略要地奠边府（Dien Bien Phu），对越共在越北的中央根据地和接通老挝的通道形成严重威胁的情况下，要想通过一个日内瓦会议达到印支和平，他颇感怀疑。正因为如此，越是临近日内瓦会议召开的日期，中共中央就越是主张要打得狠一些。“以打促和”，是这个时候中共中央解决印支问题的一项基本方针。[13]包括力主和平的周恩来，在中共中央刚刚确定了参加日内瓦会议的原则之后，也是立即打电报给这时在越南的中国军事顾问团，急切地提出：在日内瓦会议讨论恢复印度支那和平问题前，“为了争取外交上的主动，能否与朝鲜停战前一样，在越南组织打几个漂亮的胜仗”？[14]
由于上述情况，实施奠边府战役的问题迅速被提上了议事日程。不过，毛泽东这时对日内瓦会谈的态度仍旧多少显得有些悲观。这也就是为什么，4月初周恩来率团与胡志明等越南党领导人赶往莫斯科会商如何争取日内瓦会议取得成功，毛泽东在国内却明确指示中国军事顾问团：越南人民军无论如何必须尽快拿下奠边府，然后直捣老挝琅勃拉邦，为进一步夺取河内，进攻西贡，统一全越南创造条件。很明显，毛泽东虽然赞同谈判，事实上却是在做两手准备。为此，他特别指示要为越南人民军再组建4个炮兵团和两个工兵团，教员和顾问要全部从入朝参战的中国炮兵部队中出，火炮不够就从中国炮兵部队中抽，装备和训练可以在越南北部进行，如果不方便就在中国广西进行。[15]
毛泽东的这种态度几天后发生了变化。这一方面是因为得知美国已经清楚地了解到中国在印支战争中的介入情况，美国国务卿杜勒斯（John Foster Dulles）3月29日和4月5日为此发出公开威胁，扬言要像韩战那样再度实行联合武装干涉，以阻止“共产党俄国及其同盟者中国共产党把它们的政治制度强加给东南亚”，另一方面也是4月初在莫斯科举行的中苏越三党会谈达成了一致的意见，强调要尽一切可能争取谈判成功。注意到有可能再度卷入一场与美国直接对抗的危险的境外战争，注意到中、越、苏三方代表团在莫斯科已经就印支和平达成了共识，毛泽东不能不迅速放弃了扩大战争的想法。他很快告诉军事领导人：估计越南有停战可能，前议方针停止实行，新建炮兵训练亦不宜在中国境内。此后，包括在奠边府战役大胜法军，进攻老挝和河内的大门已经打开之后，毛泽东也仍旧要求前方控制作战规模，不要扩大，只保持适当压力，以争取日内瓦谈判取得成功。[16]这反映出毛泽东已赞同通过妥协的办法来争取在印支实现停战与和平了。
由于美国方面对在日内瓦讨论印度支那停战和平问题态度消极，甚至从中阻挠，要争取印支停战，对中国方面来说，首先是要设法使美国陷于孤立的状态。在这方面，周恩来在日内瓦会议期间做了大量的工作，有效地争取到了包括英、法和老挝、柬埔寨王国代表在内的有关方面的同情与谅解。但与此同时，在日内瓦谈判期间，最让中国方面感到为难的还在于，越南方面的条件与实际可能达成的妥协相比显得过高。特别是在5月7日奠边府战役取得大胜，全歼法军1.6万人，俘虏法守军司令德卡斯特里（Colonel Christian Movie Ferdenar de La Croix de Castries）准将之后，越南代表似乎更赞同毛泽东先前的军事计划，主张或者法军完全撤出越、老、柬三国，或者干脆用军事手段花上三年左右时间以武力实现统一。与此同时，越方坚持印度支那越、老、柬三位一体，应一体解决，坚持在老、柬两国的越南人民军不属外国军队，不接受老挝王国和柬埔寨王国政府要求法国和越南军队同时撤兵的要求。
在4月初莫斯科会商时，中国方面对老挝和柬埔寨的情况很少了解，只是根据越南党的看法，相信印支三国同为法国殖民地，老挝人和柬埔寨人其实是越南的少数民族，故应一体解决。到日内瓦之后，通过各方交换意见，才发现按照越南党的要求坚持印度支那一体解决没有出路。因此，周恩来的态度很快发生发改变。他主张：越、老、柬三国问题应分别解决；越南问题，即使美国不干涉也要再打上几年。共产党在老挝和柬埔寨的力量更弱，在这两个国家打下去只能使现在的两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。何况现实情况是美国很可能会干涉，美国干涉解决起来更加困难。故周认为打不如和。在越南，必须划界停战，然后“经过选举，达成统一”，以越南党在群众中的威信，经过普选实现和平统一的是完全可能的；在老挝和柬埔寨，应根据两国抵抗力量的实际情况酌情让步，实行就地停战或划区停战，抵抗组织应根据民主原则加入王国政府，争取两国保持中立。为说服越南代表，周恩来与毛泽东和中共中央频频通电，交换意见。毛泽东显然也认可了周恩来的观点，他同意：印支问题与朝鲜问题不同，它影响整个东南亚，影响缅甸、泰国，马来亚、印尼、巴基斯坦、印度等许多国家，对澳洲、纽西兰、锡兰、菲律宾也有影响。“稍一不慎，则影响10个国家近六亿人口。”因此“该让步的应让步，该坚持的应坚持，就可以达到孤立少数（美国），团结多数”，最终达成协议。[17]
由于得到毛泽东的明确支持，周恩来说服了胡志明和越南党中央，日内瓦协议最终得以签订。经历了三个月之久的漫长谈判而于1954年7月签订的这个协议，使越南民主共和国得以完全控制北纬十七度线以北的越南1200万人口。但越共中不少领导人对这个协议究竟对自己利大还是弊大，却始终意见分歧。因为，在越南，停战前越共实际影响下的人口就不少于这个数字。而在老挝和柬埔寨，无论法军，还是王国的军队，也都注定挡不住人民军的进攻。特别是从南方根据地退到北方的领导人，意见更大。因为退出南方，是否能够根据协议通过两年后的普选取得全越南，实在令人怀疑；而退出老、柬，则可以肯定是要把这两个国家的命运交给地主资产阶级去支配。对此，毛泽东当然不会毫不知情。联系到毛泽东终其一生都对史达林1945年抗战胜利时“不许革命”，逼迫他去与蒋介石握手言和一事耿耿于怀，和几年后他曾反复就自己赞同在日内瓦妥协之事向越南党做自我批评的情况，可以想象，对于让正在军事进攻势头上的越南党做如此大的让步，多半也不是出于他的本心。