在基辛格的外交生涯中最輝煌的一頁莫過於中美關係正常化。
中國和美國由於意識形態和政治製度上的差異，加上台灣問題橫亙其中，過去二十年來一直保持著堅冰般的對立局麵。當時幾乎所有的中國問題專家都認定今後雙方仍將長期持續目前的對立，但基辛格卻看到了可能發生變化的先兆，他看問題的方式與那些官僚們有顯著的不同，他自有他的一套哲學理論以及獨特的曆史觀和地理觀。正如他所指出的：“當人們的設想遇到機遇時，便形成了政策。”基辛格所依據的理由並不在意識形態方麵，而是從地理上發現的事實。
中蘇兩國的共同邊界達6400公裏，當時蘇聯正在不斷增加中蘇邊界上的軍力，1969年3月蘇聯和中國軍隊的邊境流血衝突，就是這樣的機會。中國希望找到一種對抗蘇聯壓力的反威脅力量。十分明顯，達到這一目的最有效的方法便是緩和與美國的敵對關係。換而言之，中共將會考慮打美國牌來抵抗蘇聯。另一方麵，美國打中國牌來牽製蘇聯也將十分有效，緩和中美關係符合美國的自身利益。
經與尼克鬆總統商議，決定通過秘密渠道進行接觸。這樣做的好處在於，萬一談判失敗，美方不會有任何損失。反之，如果事情過早公開而不幸失敗的話，不僅尼克鬆的政治命運徒增風波，美國的威信也會大受影響。
於是基辛格通過可靠的民間人士，向北京發出了微妙的信號。
中共方麵領悟到美方的暗示，特地邀請著名的美籍記者埃德加·斯諾與毛譯東一起參觀國慶閱兵遊行。以往從沒有任何美國人享有過這種榮譽，顯然這是北京以微妙的方式回答美國的暗示。
接著，尼克鬆又更進一步地示好。1970年10月，在與為參加聯合國大會而來華盛頓訪問的巴基斯坦總統會談時，尼克鬆要求葉海亞·汗告知中國人，美國準備改善兩國之間的關係。
不久即傳來好消息，周恩來通過巴基斯坦渠道送來一封正式個人信件，他在信中強調說，他不僅是代表他自己，而且也是代表毛澤東主席說話的。周恩來宣稱“尼克鬆總統的一位特使將會在北京受到歡迎”。
於是基辛格回複了一封接受邀請的信函。所使用的信紙沒有信頭和美國政府的水印，隻是一般常見的複印機用紙，而且下麵也沒有署名。這一切都是為了避免泄露內情。
封凍了20年的冰層，似乎出現了一絲裂縫。
在基辛格秘密訪問中國的準備期間，美國官方依舊擺出與中共敵對的姿態，而中共電台仍在警告人們“尼克鬆政權的帝國主義本質”。總之，表麵上看不出有任何變化。
1971年7月1日，基辛格從安德魯茲空軍基地出發，開始了他的“穿梭外交”，宣稱應邀訪問孟加拉、印度和巴基斯坦等國，以此作為掩護，抵達最後一站巴基斯坦首都伊斯蘭堡後，基辛格開始小心翼翼地執行飛往北京的計劃。他抱怨肚子痛，而且越來越痛，醫生向外界說基辛格患了“新德裏痢疾”，於是巴基斯坦總統葉海亞·汗立即請他到靠近邊境的總統別墅休養，基辛格欣然接受這一“好意”，於是在公眾麵前失蹤了。
基辛格乘坐巴基斯坦方麵提供的特別專機於清晨飛越喜馬拉雅山。在飛往北京的途中，基辛格想起了杜勒斯在1954年日內瓦會議上拒絕和周恩來握手的事。他寫道：“這種怠慢一直沒有被忘懷，在後來的許多場合，這件事不斷地被提到。”
飛機著陸後，基辛格立即被送至北京西郊的賓館。下午4點半，周恩來終於出現在基辛格麵前。基辛格在賓館門口迎接他，特別熱情地伸出手去。周恩來微笑著握住了基辛格的手。這是拋棄前嫌邁出的第一步。
周恩來給人的印象是文雅莊重，即全神貫注而泰然自若。有著外弛內張的風度和鋼鐵般的自製力。他談論哲學，分析曆史，探討國際形勢，言談之中充滿著機智。他不但精通美國的風土人情，對基辛格的個人情況也十分了解。讓人不可恩議的是，與這位敵對國家的領導人交談不到半個鍾頭，基辛格竟然對其感到欣賞起來。
周恩來從來不在小地方討價還價。基辛格很快發現和周恩來打交道的最好辦法是提出一套合理的主張，詳細地解釋結論的根據，然後堅持到底。
7月9日雙方的第一次會談就達成默契，對於有爭議的各種問題，不急於作徹底的討論。台灣問題隻簡略地提到一下。但第二天的會議上，情況不同了。中美雙方畢竟是長期敵對的國家，諸多的分岐不可能在短短的十幾個小時之內便完全化解。