Sau năm 1965, sự chia rẽ Trung-Xô là một sự thật đã định, và việc khởi sự cuộc Cách mạng Văn hoá của Mao đã làm phương hại tất cả những mối liên lạc giữa hai nước, và hiện thực hơn nữa là giữa lục địa Trung Quốc và phần còn lại của thế giới. Ngoại lệ duy nhất không bị chấm dứt là việc Trung Quốc cho phép chuyên chở vũ khí và tiếp liệu của Liên Xô ngang qua lãnh thổ Trung Quốc để hỗ trợ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa trong cuộc xung đột chống Việt Nam Cộng hòa và Hoa Kỳ trong Chiến tranh Việt Nam.

Sau năm 1967, Cách mạng Văn hoá đã phá đổ cơ cấu đảng và chính phủ tồn tại lúc đó tại Trung Quốc. Đảng đáng kể duy nhất cách xa những người Albani ủng hộ đường lối của Trung Quốc là Đảng Cộng sản Indonesia cũng là đảng đã từng bị tiêu diệt trong một cuộc đảo chính quân sự năm 1965. Nhiều đảng theo đường lối Mao Trạch Đông đã được thành lập tại nhiều quốc gia.

Sự đối đầu Trung-Xô bây giờ trở thành một cuộc xung đột giữa các quốc gia. Tháng giêng năm 1967, Hồng Vệ binh bao vây tòa Đại sứ Liên Xô tại Bắc Kinh. Quan hệ ngoại giao chưa bao giờ chính thức bị cắt đứt nhưng bị rơi vào một tình trạng đóng băng nặng nề. Trung Quốc cũng chọn nêu lên vấn đề biên giới Trung-Xô, vốn là kết quả của các hiệp định bất bình đẳng trong thế kỷ XIX mà các Sa hoàng Nga đã áp đặt lên nhà Thanh yếu thế. Trung Quốc không nêu lên đòi hỏi lãnh thổ một cách rõ rệt nào nhưng cứ khăng khăng rằng Liên Xô phải biết là các hiệp ước đó là không công bằng. Liên Xô thẳng thừng từ chối thảo luận vấn đề.

Trong năm tiếp theo, Trung Quốc đã tới điểm thấp nhất của cuộc Cách mạng Văn hoá và gần kề nội chiến tại một vài nơi của đất nước. Tình hình chỉ được ổn định một phần trong tháng 8 khi Mao Trạch Đông ra lệnh cho quân đội ổn định lại trật tự. Sau đó, mức độ tồi tệ nhất của Cách mạng Văn hóa từ từ giảm bớt. Một lý do cho việc giảm bớt mức độ của Cách mạng Văn hoá là sự nhận thức của Mao rằng Trung Quốc hiện thời bị cô lập và dễ tan vỡ.

Liên Xô và Trung Quốc có mâu thuẫn nhiều về vấn đề lãnh thổ và biên giới. Một trong vấn đề đó là về Cộng hòa Nhân dân Mông Cổ. Lãnh đạo Trung Quốc luôn có ý định sáp nhập Mông Cổ vào Trung Quốc. Điều này gặp phải sự phản đối của Liên Xô và chính Mông Cổ. Chủ tịch Mao Trạch Đông đã kiến nghị với Stalin về việc sáp nhập Mông Cổ vào Trung Quốc, Stalin trả lời không đồng ý[2].

Tháng 9-1964, Trung Quốc yêu cầu xét lại các vùng lãnh thổ châu Á mà các hoàng đế Trung Hoa đã để mất vào tay Nga Hoàng ở thế kỷ XIX. Tháng 8-1968 sau sự kiện quân đội Khối Warszawa do Liên Xô lãnh đạo vào thủ đô Praha và cứu chủ nghĩa xã hội ở Tiệp Khắc, Chu Ân Lai lần đầu tiên đã gọi Liên Xô là "đế quốc xã hội chủ nghĩa", "Đại bá Xô Viết".[3]

Xung đột biên giới Trung - Xô nổ ra năm 1969, Lực lượng vũ trang Liên Xô và quân đội Trung Quốc đã đánh nhau ở các đảo thuộc vùng đảo Damansky (đảo Trân Bảo) trên sông Ussuri (Nga) tháng 3-1969 và khu vực Dalanacôn (Kazakhstan) vào tháng 8-1969 và một số điểm khác trên biên giới Xô - Trung.

Trong năm 1968, Liên Xô gia tăng lớn lao việc triển khai quân đội của họ dọc theo biên giới Trung Quốc, đặc biệt là vùng biên giới với Tân Cương nơi mà có thể dễ dàng nuôi dưỡng mầm mống phong trào ly khai người Turk. Năm 1961, Liên Xô có khoảng 12 sư đoàn với phân nửa sức mạnh, 200 máy bay trên vùng biên giới; vào cuối năm 1968 họ có 25 sư đoàn, 1.200 máy bay, và 120 hỏa tiễn tầm trung. Mặc dù Trung Quốc đã cho nổ trái bom nguyên tử đầu tiên của họ năm 1964 tại Lop Nur, sức mạnh quân sự của Trung Quốc không thể nào so sánh được với Liên Xô. Các căng thẳng dọc theo biên giới leo thang đến tháng 3 năm 1969 khi các cuộc đụng độ quân sự nổ ra dọc sông Ussuri trên đảo Damansky, theo sau đó thêm nhiều cuộc đụng độ xảy ra trong tháng 8.

Hè 1969, khi xung đột biên giới Trung Quốc và Liên Xô căng thẳng, tại một bữa ăn trưa ở nhà hàng "Beef and Bird" ở trung tâm Washington, một viên chức ngoại giao cấp trung Liên Xô đã nói với người đồng cấp Mỹ rằng Moscow đã lên kế hoạch "cực kỳ nghiêm túc" việc tấn công phủ đầu vào các cơ sở hạt nhân Trung Quốc. Vài tuần sau tại Teheran, một tùy viên không quân Liên Xô cũng nói với một sĩ quan Mỹ rằng, Liên Xô "sẽ không ngần ngại dùng vũ khí hạt nhân để tiêu diệt Trung Quốc" nếu Trung Quốc tiếp tục "quấy rối" biên giới Liên Xô.

Nhiều quan sát viên đã tiên đoán chiến tranh: cựu nhà báo Mỹ Harrison Salisbury đã xuất bản một cuốn sách có tên "Chiến tranh sắp tới giữa Nga và Trung Quốc" (The Coming War Between Russia and China) và trong tháng 8 năm 1969, các nguồn tin Liên Xô có gợi ý đến một cuộc tấn công Lop Nur bằng vũ khí nguyên tử. Các tài liệu Liên Xô từ mùa hè năm 1969 cho thấy rằng Liên Xô có các kế hoạch chi tiết cho một cuộc tấn công nguyên tử vào Trung Quốc hơn là một cuộc tấn công nguyên tử vào Hoa Kỳ.[4]

Nhưng sau các cuộc đụng độ năm 1969, dường như cả hai phía đều rút lại tránh rơi vào bờ vực chiến tranh. Vào tháng 9, Kosygin đã thực hiện một chuyến đi bí mật đến Bắc Kinh và có các cuộc hòa đàm với Chu Ân Lai. Tháng 10, các cuộc nói chuyện về vấn đề biên giới bắt đầu. Không có một thỏa thuận nào được đạt đến nhưng các cuộc gặp gỡ đã phục hồi lại một sự tối thiểu về liên lạc ngoại giao.

Vào năm 1970, Mao nhận thấy rằng ông không thể đối đầu một lúc với cả Liên Xô và Hoa Kỳ và ngăn chặn những bất ổn trong nước. Trong năm đó, mặc dù sự thật là Chiến tranh Việt Nam đang ở giai đoạn cao điểm và thái độ chống Mỹ của Trung Quốc đang ở đỉnh cao, Mao đã quyết định rằng Liên Xô là một mối đe dọa lớn nhất vì vị trí địa lý của nó ở ngay bên cạnh Trung Quốc, ông ta muốn tìm một sự hòa giải với Hoa Kỳ để đương đầu với Liên Xô.

Tháng 7 năm 1971, Henry Kissinger bí mật viếng thăm Bắc Kinh và dọn đường cho Tổng thống Hoa Kỳ Richard Nixon sang thăm Trung Quốc tháng 2 năm 1972. Mặc dù Liên Xô lúc đầu rất giận dữ, chẳng bao lâu sau đó họ cũng tổ chức một cuộc họp thượng đỉnh riêng với Nixon, như thế tạo ra một quan hệ tay ba giữa Washington, Bắc Kinh, và Moskva. Việc này kết thúc thời kỳ đối đầu tồi tệ nhất giữa Liên Xô và Trung Quốc.

Thập niên 1970, sự thù nghịch Trung-Xô cũng lan đến châu Phi và Trung Đông nơi mà mỗi thế lực cộng sản ủng hộ và tài trợ những đảng phái, phong trào, và quốc gia khác nhau. Điều này đã châm ngòi cho cuộc chiến tranh giữa Ethiopia và Somalia, các cuộc nội chiến tại Zimbabwe, Angola và Mozambique, và sự thù nghịch giữa các nhóm cực đoan người Palestine khác nhau. Không như Liên Xô, Trung Quốc thật sự đã không đưa quân đến bất cứ điểm nóng nào vừa kể ở trên nhưng sự can thiệp có tính cạnh tranh của họ đã tạo nên và kéo dài sự bất ổn.

Một lý do khác là tham vọng của Trung Quốc. Trung Quốc bắt tay với Mỹ, tăng cường chống Liên Xô, cố tạo nên thế ba nước lớn trên thế giới theo công thức của Henry Kissinger về "thế giới nhiều cực", trong đó một trong ba cực lớn là Trung Quốc, xoá bỏ "thế hai cực" Mỹ và Liên Xô đã hình thành sau chiến tranh thế giới thứ hai, đồng thời dùng vấn đề Việt Nam để đổi lấy việc Mỹ rút khỏi Đài Loan[5].