Хотя договор явился результатом личных встреч И. В. Сталина и Мао Цзэдуна, подписали его министры иностранных дел: от КНР Чжоу Эньлай, а от СССР Андрей Вышинский. Имеются сведения, что договор был заключён секретно ещё в августе 1945 года, а церемония подписания 1950 года просто стала способом снять с него гриф «секретно». Фактически договор потерял своё значение в 1960-е годы, когда произошёл раскол в отношениях КПСС и КПК, но формально договор действовал до 11 апреля 1980 года — после того, как за год до истечения 30-летнего срока договора китайская сторона заявила, что не будет его продлевать.
Фактически тесные отношения между СССР и Китайской Народной Республикой во главе с Мао Цзэдуном установились раньше — когда СССР оказывал помощь компартии Китая в борьбе за власть. Поэтому само подписание договора просто констатировало положение вещей и было приурочено к визиту Мао Цзэдуна в Москву. Однако после смерти Сталина и начала в 1956 году десталинизации в СССР отношения между странами начали ухудшаться. Доклад Н. С. Хрущёва на закрытом заседании XX съезда КПСС был воспринят Мао Цзэдуном резко негативно. Также КНР отрицательно относилась к новому внешнеполитическому курсу СССР — на выход из изоляции и установление деловых отношений со странами Запада, известному как курс на «мирное сосуществование двух систем». КНР обвинила советское руководство в ревизионизме и уступках Западу. Во время Карибского кризиса КНР поддерживала идею вооружённой конфронтации СССР и США и была недовольна мирным разрешением кризиса. Не оправдались и надежды Мао Цзэдуна получить от СССР ядерное оружие. Наконец, в 1962 году СССР поддержал Индию в войне с КНР. В 1963 году КНР и СССР обменялись письмами, в которых высказали свои идеологические позиции и таким образом формально признали наличие разногласий. В 1964 году происходит фактически полный разрыв отношений между КПСС и КПК, КНР отозвала своих студентов из СССР, а Советский Союз — своих специалистов из КНР. В 1969 году между СССР и КНР произошёл вооружённый конфликт на острове Даманском. Договор о дружбе, тем не менее, расторгнут не был, так как ни одна из сторон не придавала дипломатическому этикету серьёзного значения.