1959年5月，日内瓦四国外长会议结束后，柏林危机得到一定缓解，美苏两国开始了战后首次文化交流与人员互访。这一变化带来了一种缓和的气氛，有助于打破紧张的美苏关系。美苏两国达成协议，决定在对方国家举办展览会。

苏联部长会议第一副主席科兹洛夫于1959年6月前往纽约参加苏联展览会的开幕式，随后，美国副总统尼克松于1959年7月访问莫斯科，主持美国展览会的开幕式。7月初，赫鲁晓夫向两位访问苏联的美国州长表示，他愿意访问美国，并认为艾森豪威尔总统来苏联访问会有所裨益。艾森豪威尔认为赫鲁晓夫的提议为打破僵局提供了机会，决定邀请赫鲁晓夫访美。

在尼克松访苏之前，艾森豪威尔指派副国务卿罗伯特·墨菲将总统写给赫鲁晓夫的邀请信送给科兹洛夫，并强调与赫鲁晓夫的非正式会晤有助于增进理解。艾森豪威尔意识到，自己任期已经不多，如果想在任期内缓解东西方紧张关系，就必须抓紧与赫鲁晓夫的会谈。而赫鲁晓夫也期待这一对话。在尼克松访苏之前，艾森豪威尔签署了1959年被奴役国家周的公告，促使美国人民关注受苏联控制国家的困境，并支持这些国家的正当愿望。这是对美国国内强硬派的安抚，同时也是冷战背景下的一种缓和表现。

尼克松与赫鲁晓夫的第一次会晤发生在莫斯科，并且在美国展览会场上上演了一场名为厨房辩论的冷战式争论，双方围绕相互威胁的问题展开了激烈的争论。赫鲁晓夫批评美国通过被奴役国家周决议再次挑起麦卡锡主义的阴影，强调苏联时刻做好了准备；尼克松则指责苏联在世界各地支持共产主义革命。赫鲁晓夫回应称，支持国内革命并不等同于干涉内政，而尼克松则通过莫斯科的电台和电视反驳道，问题不在于哪个制度更好，而在于国家是否能够强加自己的制度给他国。双方虽互相指责，但并未正面回应一个问题，即是否各自都曾干涉过他国事务。

赫鲁晓夫在1959年9月15日至27日对美国进行了为期12天的访问，这是苏联元首首次访问美国。虽然赫鲁晓夫与艾森豪威尔在戴维营进行了为期两天的会谈，但双方在主要问题上仍然存在分歧。然而，这次会谈有助于缓解柏林危机，并同意举行美苏英法四国首脑会议，同时艾森豪威尔也同意访问苏联。会后，有所谓的戴维营精神流传开来，代表着美苏之间的合作氛围。苏联此时提出的缓和政策也与其增强的实力地位相关，苏联与美国的核武力量差距已经缩小，且两年后苏联将率先发射人造卫星。赫鲁晓夫希望通过与美国的高层会谈，进一步推动在德国、裁军等问题上的解决，并通过建立信任与美国达成某些谅解。

在赫鲁晓夫访美时，艾森豪威尔希望能通过这次会谈改善美苏关系，尤其是在柏林问题上，他希望促使赫鲁晓夫暂停对西柏林的威胁。然而，在会谈中，赫鲁晓夫表示，苏联不会放弃对西柏林的要求，最终做出了让步，表示柏林问题可以通过谈判解决。艾森豪威尔也表示同意举行四国首脑会议并访问苏联。赫鲁晓夫对此表示满意，并将此次会谈宣传为具有重大意义的历史事件。然而，这种气氛的缓和并没有持续太久。

1960年5月1日，美国的一架U-2高空侦察机在苏联领空被击落，驾驶员被俘。这一事件导致了美苏缓和的破裂，并使得原定于5月举行的巴黎四国首脑会议流产。自1956年起，U-2飞机就一直执行对苏联的侦察任务，而这一事件暴露了美国的间谍活动。尽管艾森豪威尔曾希望在巴黎会议前停止U-2飞行，但中央情报局坚持继续执行侦察任务，最终导致了这一危险事件的发生。

由于U-2事件，赫鲁晓夫决定在5月5日的苏联最高苏维埃会议上宣布这一事件，并强调这起事件是美国对苏联领空的侵犯。虽然赫鲁晓夫对艾森豪威尔采取了较为宽容的态度，将事件归咎于五角大楼的军方，而不是艾森豪威尔本人，但此事件严重影响了美苏之间的信任。美国政府也在多次声明中试图掩盖这一事实，直到最终承认U-2侦察活动是根据总统命令进行的。这是美国总统首次公开承认对他国进行间谍活动。

随着巴黎四国首脑会议的流产，艾森豪威尔在会议前夕的计划彻底破灭。他本希望通过此会议取得一些进展，缓解冷战局势，但由于U-2事件，冷战的紧张局势再次加剧。赫鲁晓夫对会议失望，并宣布取消会议，尽管他曾对艾森豪威尔的访问有所期待。最终，艾森豪威尔和赫鲁晓夫都未能通过此次会谈取得实质性的成果。