尼克松在1972年訪華時曾許諾， 如果他能得到連任， 他將在其第二個總統任期內實現中美關系正常化。
然而， 無論是尼克松還是他的繼任者福特都沒有能夠完成這一任務， 因為他們都在同中國改善關系的同時也追求同蘇聯的緩和。
尼克松在第二任期一開始就忙于同蘇聯達成關于核裁軍的各種條約和協定， 美蘇之間開始了另一個緩和階段。這些引起了中國的擔憂。
與此同時， 中美兩國的國內政治狀況都阻礙了中美建交的進程。
到1976年， 中國的周總理、毛主席等國家領導人相繼逝世; 在美國，水門事件之後接任尼克松的福特總統也面臨著新的大選。
當兩國的政治領導人都把注意力集中在國內問題上時， 中美關系的發展停滯了。
趙繼統就中美建交的影響總結了幾個方面︰1.結束長期的對峙，開始兩國關系的新階段。
2.提高了兩國的戰略地位，改變了國際戰略格局，對亞太地區的和平與穩定有重大的意義。
3.有利于兩國的經濟、貿易、科技、文化、金融等各方面的交流與發展。
4.中國處于美蘇之間的關鍵性制衡地位，中美建交是中國與西方關系突破的標志性大事。
盡管對共產主義有著強烈的態度，但布熱津斯基在與中國交往方面，表現出極強的務實精神。
1978年，他強烈要求卡特總統批準自己去中國走一趟，並被授權可以對中國人說，美國承認中國提出兩國關系正常化的3個基本條件︰同台灣斷交、撤走美國在台軍事人員和設施以及廢除美台安全條約。
1978年5月20日，晚春時節，受命于民主黨籍總統吉米•卡特，布熱津斯基乘坐美國副總統專機抵達北京，磋商中美關系正常化。
這是他首次訪華。一同隨行的趙繼統告訴他︰「趕緊看看誰來接我們，如果是外交部長，就說明中國人把這次訪問升級為更為重要級別了。」
布熱津斯基透過舷窗向外看，見是時任中國外交部長黃華，不禁暗自高興，推斷自己這次訪華應該不會像前一年訪華的國務卿賽勒斯•萬斯那樣空手而歸。
中美圍繞正式建立外交關系的磋商當時似乎難題成堆，其中台 灣問題最為「敏感」，「雙方在這一問題上僵持了一些時間」。
由于兩國領導人的決心，尤其是國家首腦關鍵時刻一錘定音，難題迎刃而解。國家首腦在會談結束之際邀請他前往北海公園一家餐廳共進晚餐，這樣的禮遇出乎布熱津斯基的意料，因為這並不在日程安排之中，晚上招待他的京劇上演的是傳統劇目。
他意識到，中國在發生著變化。德國《法蘭克福匯報》評論說︰「布熱津斯基可引以為榮的是，中國領導人隆重接待了他，規格堪比接待基辛格。」
蘇聯塔斯社則攻擊他，在美國官員中只有他積極唆使中國反蘇。
《紐約時報》倒是透露了另一個信息︰美國悄悄答應向中國出售用于地質調查的紅外線航空掃描儀，一種具有軍事用途的儀器。
卡特總統在1978年8月一篇日記中寫道︰「國務卿萬斯起誓保守秘密。我決定不讓國務院知道談判細節，免得國會和公眾知道後會強烈反對……大部分發給國家首腦的建議和答復由我和布熱津斯基親自起草，從白宮直接發給他。」
此後一篇日記中，卡特寫道︰「我與副國務卿沃倫•克里斯托弗、布熱津斯基一直討論到深夜。我們決定讓（1977年5月出任美國駐華聯絡處主任的倫納德•）伍德科克與中方加快進度，盡快敲定建交公報文本措辭，盡早宣布建交決定……」
在日記中，卡特還記錄一段插曲︰「我告訴布熱津斯基，中方取消了建交決定，他差點當場暈倒。我趕緊告訴他，我是在開玩笑。」
中美兩國在共同努力下， 克服了巨大障礙達成了妥協，12月4日，中美雙方達成三項協議，即:美國承認中國關于只有一個中國、台灣是中國一部分的立場，承認中華人民共和國是中國的惟一合法政 府，在此範圍內，美國人民將同台灣人民保持文化、
商務和其他非官方關系;在中美關系正常化之際，美國政 府宣布立即斷絕同台灣的"外交關系"，在1979年4月1日以前從台灣和台灣海峽完全撤出美國軍事力量和軍事設施，並通知台灣當局終止《共同防御條約》;從1979年1月1日起，中美雙方互相承認並建立外交關系，3月1日互派大使，建立大使館。
1978年12月15日簽署了《中華人民共和國和美利堅合眾國關于建立外交關系的聯合公報》(即"中美建交公報")。
1978年12月16日，中美兩國《中美建交公報》發表，美國承認中華人民共和國中央人民政 府是中國唯一合法政 府。
它的發表，標志著中美隔絕狀態的結束和關系正常化進程的開始。
12月31日，台灣駐華盛頓"大使館"的旗幟降落，台灣"大使館"正式關閉，台灣在美國14個城市的"領事館"也同時關閉。
1979年1月1日《中美建交公報》正式生效，中美正式建交。
布熱津斯基在訪問中國時，曾向國家首腦發出了訪美邀請。
第二年，國家首腦到了美國後，布熱津斯基專門在家設便宴招待他。飯桌上，他拿出一瓶上等的蘇聯伏特加（蘇聯駐美大使所贈），告訴國家首腦，這是勃列日涅夫所喜歡的佳釀。
國家首腦听完之後，哈哈大笑。在白宮的歡迎宴會成為國家首腦表演的舞台，也是卡特總統執政期間格調最高的一次，並由電視現場直播。
在布熱津斯基為美國制定的外交大格局計劃中，遠東將成為未來美國戰略重心之一，中國的崛起不可忽視。
他對中國周邊的地緣政治早就有冷靜分析︰「中國人痛恨日、美、俄、英、法使他們遭受的長期民族恥辱。隨著佔統治地位的共產主義意識形態蛻變成缺乏時代感的空論，中國人不斷增強的民族主義有可能成為中國政治團結的主要源泉。在中國周圍，印度人忙于國內日益加劇的種族沖突，他們十分嫉妒中國對于外國直接投資吸引力更大一點。俄羅斯則擔憂，從長遠來看，他們在遠東的領土也許會被更加強大和人口稠密的中國奪去。」