在華盛頓出席核安全峰會的國家主席習近平與美國總統奧巴馬舉行雙邊會談，兩人在會談前先公開發言。習近平指，中美在一些問題上有分歧，應該通過對話及磋商解決，避免影響兩國關係，並尋求深化在網絡安全及朝鮮半島問題上的合作。奧巴馬說，雙方都認同朝鮮半島要實現無核化，往後會集中討論如何令平壤停止核試和試射導彈，又指雙方會就著人權、網絡安全和海洋問題等，進行坦承溝通。
中方官員在會後表示，會談正面和有成效。習近平向奧巴馬表明，中國會繼續採取積極的財政政策和擴大內需，以推動經濟，又指任何國家都不應以貨幣競爭性貶值的方式，刺激經濟。兩國又發表聯合聲明，中方同意將使用高濃縮鈾的微型中子源反應堆，改造為使用低濃鈾燃料，兩國亦會加強合作打擊核原料走私。