由于达成具体协议的希望十分渺茫，赫鲁晓夫的真正考验就变成了他在首脑会晤中将如何表现自己。“我们能否充分代表我们的国家？我们能否以冷静的心态对待此次首脑会晤，不抱不切实际的幻想？以及我们能否不让对方胁迫我们？”7月4日，就在离开莫斯科前，他坚定地表示，苏联代表团不会“卑躬屈膝地”到日内瓦去，不会“吓得两腿发抖”。但是他如何才能控制他本人的尊严所受到的威胁呢？赫鲁晓夫的儿子谢尔盖说：“他处于病态的怀疑之中，因此他都没有让人教给他在外交场合上所需的表示尊重的正式礼节。”他“不停地以间接的方式提到这个令他痛苦的问题”。应该穿什么，如何与人交谈，在正式宴会上应使用什么器具？由于布尔加宁此前出国的机会也不是很多，赫鲁晓夫只得向莫洛托夫寻求外交礼节方面的帮助。他们是否应该根据外交部的建议打白色的领带，穿燕尾服？“不，他们得接受我们真实的情况，”他对家人嘟囔说：“我们不会投他们所好的。如果他们想与工人阶级谈判，那最好还是适应我们。”
实际上，赫鲁晓夫最大的担心是他甚至可能得不到参加首脑会晤的机会。他十分想得到此次机会，他的儿子回忆说：“他根本就无法忍受错过他成为国家领导人以来第一次大国首脑会晤的机会。”但是带领苏联代表团的是布尔加宁总理，由于赫鲁晓夫没有什么正式的政府职位，他参加代表团显得有些尴尬。很多年后，他仍对此耿耿于怀：“我到现在还不敢肯定我参加日内瓦会晤是否合适；但现在对此感到困惑已经太迟了，我不会否认对有机会与美国、英国和法国的代表会晤以及加入解决国际问题的行列感到很紧张。”
羞辱从机场就开始了。西方国家的代表乘坐的是四引擎飞机，而苏联人却是双引擎飞机。“他们的飞机肯定比我们的更为引人注目，”赫鲁晓夫后来承认：“这种比较有点让人感到难堪。”是有点难堪吗？“直到他去世的那一天，”他的儿子说：“他也没有忘记当时苏联代表团的双引擎伊尔-14飞机降落时他心里蒙受的羞辱。停靠在西方国家飞机的旁边，伊尔-14看起来就像只小虫子一样。”当布尔加宁走上前去检阅瑞士的仪仗队时，一位高大的礼宾官挡住了赫鲁晓夫的道路，“他的后背直抵着我的鼻子。我没有被允许参加这部分的仪式，因此瑞士政府很粗鲁地用那个人挡在我的前面！”
会议在国际宫的国际联盟委员会大厅举行，这间大厅气势很宏伟，给人一种敬畏的感觉。大厅中间是一张宽大的四方桌，为每个代表团的主要代表准备了两排椅子，椅子后面是为他们的助手准备的座位。墙壁上装饰着描绘古代场景的乌贼墨壁画，一扇巨大的窗户外面是日内瓦湖，湖边连绵着起伏的草地，远处是蜿蜒的山脉。每个代表团有五个桌子边的座位。艾森豪威尔坐在中间，杜勒斯在他的右边。在他们的右手边是苏联代表团的位置，布尔加宁坐在中间，一边是赫鲁晓夫和朱可夫元帅，一边是莫洛托夫和葛罗米柯。温文尔雅的安东尼·艾登坐在英国代表团的中间位置，带领法国代表团的是总理埃德加·福尔和外长安托万·皮奈。
赫鲁晓夫不仅得跟这些国际政治舞台上的要人谈判，而且还得与他们闲聊。艾森豪威尔提议在每次全体会议结束后大家放松一个小时，以消除会谈时的紧张气氛。在一次休息时，他将赫鲁晓夫介绍给美国代表团的顾问纳尔逊·洛克菲勒。看到洛克菲勒“衣着很平民化”，赫鲁晓夫大吃一惊，于是开玩笑地用手指捅了捅他所见到的第一位美国百万富翁的腰。“这就是洛克菲勒先生，真的是他！”他说。当务实的洛克菲勒“也知道这是开玩笑，他照样也捅了我一下”，这无疑让赫鲁晓夫感到很放松。温文尔雅的葛罗米柯有时也会口出粗言。当他被告知在美国下榻处的服务员是菲律宾人时，这位平时不爱讲话的外交官回答说：“我从来也分辨不出东西方人有什么区别。”
在正式会议上，苏联代表团的发言大多由布尔加宁来完成，根据当时在场的一位美国人的说法，他的声音有时听起来就像“一个大型慈善组织的主席在发表年度报告一样”。不过，赫鲁晓夫一有机会就打断布尔加宁的发言，在代表团之间相互邀请的宴会上，赫鲁晓夫更是主角。艾登描述他“总是插入别人的谈话”，“抢了他的同志们的风头”。在美国代表团的住处，赫鲁晓夫对布尔加宁的嗜酒大加嘲弄。布尔加宁是苏联午餐会名义上的东道主，但在美国助理国务卿利文斯顿·T.默仓特看来，“赫鲁晓夫以他喋喋不休以及与众不同的聚宴风格控制了整个宴会”。还有一次在宴会开始前，“赫鲁晓夫先生向我们生动描绘他们在斑马与奶牛的杂交上所取得的非同寻常的成功。他说杂交出来的动物虽然斑纹仍然很明显，但却完全是奶牛的样子，包括头上的角”。
如果说不太拘于礼节的美国人对赫鲁晓夫所表现出来的粗俗感到很好奇，那么讲究教化的欧洲人对此则是感到惊讶。“赫鲁晓夫真是让人捉摸不透，”哈罗德·麦克米兰在他7月22日的日记中写道：“这么一个肥胖粗俗的人，长着一双小眼睛，老是说个不停，他怎么能成为几亿人和如此广袤领土的首脑呢？”安托万·皮奈对赫鲁晓夫“身材如此矮小，手掌如此粗大”感到很惊奇。[22]麦克米兰几乎同情起这个可怜的俄罗斯人，因为他太想“得到人们的喜欢——甚至是热爱了”。
与结交朋友相比，真正的谈判反而要容易一些：苏联人没有支持他们先前在东德与裁军问题上的立场，他们也不能容忍任何对其东欧势力范围的干涉行为。赫鲁晓夫不仅拒绝向帝国主义者低头，而且他认为帝国主义者最终会向他低头。在美国代表团住处的宴会上，艾森豪威尔热切地坚持“核时代战争无用论”，他说任何使用核武器的国家都会面临自我毁灭的危险，因为如此大规模的冲突会将整个北半球烧成灰烬。助理国务卿默仓特后来认为这是整个会晤的转折点：“此次首脑会晤最重要的成果就是消除了苏联领导人的疑虑，即美国会进攻俄罗斯。总统以他的人格魅力与真诚使他们相信了这一点，同时也消除了苏联人可能会因为误判我们的意图而采取危险行动的可能性。”然而，实际效果却差不多正好相反。赫鲁晓夫“满怀信心地离开了日内瓦，他现在意识到了，尽管我们对敌人有所担忧，但敌人对我们同样也是如此”。这促使他采用核恐吓与核讹诈的方法，与美国人展开“胆小鬼”游戏的竞争。[23]
还有一个印象增强了赫鲁晓夫的信心。在谈判中艾森豪威尔严重依赖杜勒斯，杜勒斯不停地给他传递纸条，艾森豪威尔“像个小学生似的认真细看”，这让赫鲁晓夫“为他感到难堪。一个国家的首脑会那样地使自己在其他国家代表团面前丢脸”。在日内瓦会晤后，赫鲁晓夫在一次主席团会议上说：“我无法判断艾森豪威尔是否是一个好总统，这是美国人民决定的事情。但是作为父亲与祖父，我会乐意将我在学校和幼儿园里的孩子托付给他。”多布利宁后来写道，这说明赫鲁晓夫对艾森豪威尔的信任，“就像两个战争老兵彼此之间的信任一样”，希望不要让两个国家间爆发战争。然而，也就是这种信任使得赫鲁晓夫可以在危机中更加安全地以战争相威胁。
日内瓦之行还带来了另一个好处。赫鲁晓夫自己没有去逛商店，但他派他的安全人员去看了瑞士手表。大革命前，他在尤索夫卡就买过一块瑞士手表，他儿子认为，赫鲁晓夫对瑞士手表的“印象很好”。由于那时瑞士手表还不是很昂贵，于是他给他的家人每人买了一块，他还鼓动代表团里所有的人都去买。他还买了一把瑞士军刀，直到去世前，他一直用这把刀切蘑菇，削苹果。
在他的女婿阿朱别依看来，赫鲁晓夫从日内瓦回来后看起来“很满足，甚至是很高兴”。就像赫鲁晓夫本人所说的那样，他已经显示出他能“恰当地代表”他的国家。
如果按照赫鲁晓夫的想法，他也许在日内瓦会晤结束后马上就会登上飞往美国的飞机。艾森豪威尔对几位国会议员说，赫鲁晓夫和布尔加宁确实提出过让美国邀请他们的请求。“他们会很快就来，他们想成为瞩目的焦点。”艾森豪威尔直觉地认为：“那好，那就过来吧。”但是杜勒斯“认为我太冲动”，于是艾森豪威尔总统只是向布尔加宁保证说他会考虑这一提议。
1955年10月首脑会晤后的外长会议没有达成任何协议，甚至连一个为以后进行进一步讨论提供基础的一般性原则都没有。杜勒斯回国后就宣布冷战将继续。对此，赫鲁晓夫的反应是强烈的愤怒。“在日内瓦首脑会晤中，我们取得的成功很少，也许只是微小的成功。”他于11月24日说。他声称“做好了等待的准备，正如俗话所说的那样，现在的风头对我们不利”。然而，仅仅过了两天之后，他就不耐烦地说要用原子弹“摧毁那些想发动战争的人的神经”，“我们必须动员一切必要的力量，迫使很多国家的侵略集团更少地谈论战争，更多地讲国际联系……与消除国际紧张局势”。
由于向华盛顿示好的努力暂时受到了挫折，于是赫鲁晓夫向波恩伸出了橄榄枝。当时西方大国已经结束了对西德的占领，并同意德意志联邦共和国加入北约，但波恩的盟国却担心莫斯科会通过手段诱使西德脱离西方世界。因此，西德问题使科恩拉德·阿登纳将前往莫斯科的消息在国际上引起了很大的反响。1955年9月，他在莫斯科的会议并没有取得多少成果（苏联同意释放仍然扣留在苏联境内的德国战犯；阿登纳默认了两个德国存在的现状，但并不是永久同意），但赫鲁晓夫却感到很满意。“我们打破了包围我们的国际孤立，这是美国人的失败。”[24]
10月，赫鲁晓夫和布尔加宁对印度、缅甸和阿富汗进行了一次持续时间很长的访问。斯大林一直关注的重点是中东，但他并没有插手中东事务，因为他担心英国可能不会容忍苏联对该地区的干涉。与世界上其他的欠发达国家一样，印度“并没有引起斯大林特别的兴趣”，赫鲁晓夫回忆说。但是由于欧洲殖民主义的崩溃以及美国想填补这里的势力空间，赫鲁晓夫于是大张旗鼓地来到了南亚。莫洛托夫认为这种新的主动出击是一种“冒险主义”，赫鲁晓夫后来告诉埃及总统纳赛尔说。赫鲁晓夫对莫洛托夫的回答是：“进攻是最好的防御。我说过我们需要一种新的积极的外交，因为核战争不可能爆发，所以我们与资本主义国家之间的斗争应采取新的形式。我告诉他们说：‘我不是一个冒险家，但我们必须援助民族解放运动。’……”
赫鲁晓夫和布尔加宁的亚洲之行持续了将近两个月，两人乘坐飞机、火车和汽车，行程数以千英里计。他们所到之处，有数百万人目睹并聆听了他们的演讲。他们访问了文化与工业场所，赫鲁晓夫还骑过大象。（“大象骑大象。”莫洛托夫后来对此抱怨说。）刚开始，布尔加宁还是苏联的首席发言人，但这种状况并没有持续太长的时间。赫鲁晓夫不时的喋喋快语涉及了几乎所有的领域，从政治到技术再到轻松的气氛调节，随代表团出访的苏联表演艺术家们则一路“欣赏”着他们领导人的表演。赫鲁晓夫的讲话，特别是他在一次讲话中将英国帝国主义者比做希特勒纳粹分子，使得他们不时地处于懊恼之中，这些讲话也让当地努力保持中立态度的东道主无法忍受。此次访问取得的成果是否能与其前所未有的范围与持续时间相适应，这还不得而知。
这一时期苏联实施的其他新政策包括莫斯科放弃了其长期坚持的即时的、非强制性的裁军立场，宣布单方面裁军64万人，并从芬兰帕克卡拉半岛上的海空军基地撤军，尽管他们50年的租借期还有42年的余期。[25]布尔加宁的信件，其中包括签订一项友好合作协议的提议，得到了艾森豪威尔的积极回应，他甚至说：“不要给我打电话，我会打给你的。”3月，布尔加宁将伯伦带到了克里姆林宫，并承诺只要愿意，他随时可以与他或赫鲁晓夫进行“推心置腹的”交谈。这正是伯伦一直梦寐以求的，但“遗憾的是，杜勒斯从来也没有授权我可以接受他们的主动表示”。杜勒斯抵制的一个原因就是赫鲁晓夫的“秘密报告”。就像杜勒斯所认为的那样，如果美国的强硬路线已经迫使苏联开始考虑改革计划，那么现在是继续保持这种压力的时候。这种压力至少包括U-2间谍飞机从1956年7月4日开始对莫斯科和列宁格勒进行空中侦察，而就在同一天，赫鲁晓夫和他的同事们却接受美国大使馆的邀请，亲临那里一同欢庆美国的独立日。
由于得不到美国的邀请，赫鲁晓夫就选择尝试英国之行，艾登曾在前一年邀请过他和布尔加宁访英。[26]“如果不把日内瓦算在内，”赫鲁晓夫在他的回忆录中写道：“这是我第一次正式的国外之旅。”事实当然并非如此，不过无意间说出来的话证实了他内心的一种想法，就是只有西方才是世界上真正具有意义的对手。在文明发达的英国，赫鲁晓夫不仅想表现出一个大国领导人自信的形象，而且还想体现出他的尊严与优雅。
