赫鲁晓夫很不情愿地接受了在不签署互不侵犯条约的情况下考虑禁止核试验问题。他希望肯尼迪本人能来莫斯科签署这一新的条约，但是美国派来的却是腊斯克（率领着一个美国由两党议员组成的参议院代表团），腊斯克得到的指令是不要破灭苏联人对于签署互不侵犯条约的希望，以“保持哈里曼访问所创造的良好气氛”，但不会在这个问题上取得任何进展。[18]
在宏伟的克里姆林宫里镶嵌着拱形白色大理石的凯瑟琳大厅举行的签字仪式缓解了赫鲁晓夫的失望情绪，在签字仪式后盛大的午宴上，苏联人安排了白兰地酒、热情洋溢的讲话，以及苏联管弦乐队演奏了格希文的名曲“让爱走进心田”，这同样让赫鲁晓夫感到很欣慰。赫鲁晓夫在此之后邀请腊斯克和他的代表团去皮聪大，在那里这位美国国务卿表现出了一个老练外交家的风格，他不仅在羽毛球比赛中不着痕迹地输给了这位比他年龄大许多的东道主，而且用借来的游泳圈在游泳池里笨拙地划水，让赫鲁晓夫感到自己是位水平高超的游泳能手。但是当会谈触及柏林问题时，腊斯克却寸步不让。[19]
总的来说，赫鲁晓夫并非完全不满足。在8月5日的会议上，他给英国外交大臣洛德·霍姆留下的印象是“尽管身心疲惫，但精神不错”。霍姆认为，“尽管葛罗米柯努力装出高兴的样子”，但整个气氛还是“相当轻松的”。在谢尔盖·赫鲁晓夫看来，他父亲并非仅仅是“异乎寻常的满足”，他肯定还感到“很高兴”。这种高兴之情反映出赫鲁晓夫对未来发展前景的信心。根据与肯尼迪重新建立起的这种关系，他还有六年的时间（如果肯尼迪再次当选的话）可以建立起一种真正的伙伴关系。
赫鲁晓夫需要肯尼迪，并认为肯尼迪也需要他。在8月26日与多布里宁的一次长谈中，肯尼迪总统好像赞同采取措施防止突然袭击，以及禁止在外层空间部署大规模杀伤性武器。11月15日，罗伯特·肯尼迪预期赫鲁晓夫和肯尼迪总统可以举行又一次会谈，在两三天的时间里，两位领导人可以“平静地坐下来，商讨所有的问题”。在多布里宁看来，“如果肯尼迪没有遇刺身亡”，那两国关系会得到改善，特别是由于“赫鲁晓夫不想让1961年维也纳会晤痛苦而有损于两国关系的事情再次发生”。他承受不起“两次失败的”首脑会晤，他“得在［苏联的］公众舆论面前显示出一些成功”。
11月22日晚间，赫鲁晓夫读完报纸后正准备上楼去卧室，突然政府的专线电话响了。晚上打来电话，这显得非同寻常，他几乎从来不会向家人讲述这些电话的内容。然而，这一次，他告诉家人说，有报道称肯尼迪总统遇刺了。赫鲁晓夫和尼娜·彼得罗夫娜、谢尔盖以及叶勒娜围坐在餐厅桌子边，等待葛罗米柯打回电话。赫鲁晓夫指示他打电话给大使，核实这一报道，但是葛罗米柯想接通驻华盛顿的多布里宁，而不是美国驻莫斯科大使科勒尔。终于可怕的消息得到了证实：美国总统已经去世。
在美国总统遇刺身亡后的几个小时里，赫鲁晓夫好像一直处于震惊的状态之中。特罗亚诺夫斯基能看出来，赫鲁晓夫将此消息看成是“对他个人的打击”。第二天，在签署正式唁电时，赫鲁晓夫似乎一直在哭泣。除了正式的表示同情的电文外，他还给美国总统的遗孀发去了一份私人慰问函。
赫鲁晓夫从克格勃头目塞米恰斯特尼那里得到报告证实，行刺肯尼迪总统的凶手，李·哈维·奥斯瓦尔德，曾经在苏联生活过将近三年，但并没有为苏联安全部门工作。赫鲁晓夫怀疑是美国的反对派刺杀了美国总统，目的是为了破坏美苏之间关系的缓和。克格勃报告了新总统约翰逊“支持保守派与反对派的观点”，根据苏联得到的消息，肯尼迪家族的一位朋友传话说，约翰逊是一位“精明的趋炎附势之人”，他“不可能实现肯尼迪未竟的计划”。[20]实际上，约翰逊总统还是想投入巨大的努力与莫斯科改善关系的，但是他考虑的还有一些事情（例如重新选举与越南问题）。即使约翰逊总统没有想与苏联人对抗的意图，苏联人也会认为他就是如此。赫鲁晓夫告诉他儿子说，他本来准备冒险将肯尼迪总统作为一个合作伙伴，但是现在约翰逊上台了，“一切都变了”。
赫鲁晓夫缓和美苏关系的希望终于破灭了，此时修补与毛泽东关系的机会同样也丧失了。在那年的冬天，莫斯科和北京分别在对方的党代会上相互指责，之后双方终于同意从次年7月5日开始在莫斯科举行双边和平会谈。但是此次会谈在一定程度上变成了双方公开化的较量，双方都发表了批评对方的正式声明，然后礼貌地等待对方做出同样负面的回应，在某种程度上又演变成了双方激烈的口水战，赫鲁晓夫对斯大林的谩骂遭到了中国人的当面回击。中国代表团成员康生说：“凶手、罪犯、流氓、傻瓜、狗屎、笨蛋，所有这些恶毒咒骂的词汇，都从赫鲁晓夫同志的嘴里冒了出来。”赫鲁晓夫是否有意宣称开发苏联核武器的是一个“傻瓜”？所有国家的共产党人是否都会认为他们的领导者是“一堆‘狗屎’”？赫鲁晓夫将斯大林批驳得一无是处，那他自己就“完全干净”吗？
中国代表团带队的是邓小平，他表现得更为克制，他对赫鲁晓夫的指责主要针对他对与美国关系缓和徒劳无益的追求：无论什么时候赫鲁晓夫抓住了艾森豪威尔或是肯尼迪递给他的“一根稻草”，他都是“只顾自己的喜怒哀乐”，而将兄弟党抛到了一边，这最终只能导致兄弟党不服从他的领导。邓小平评论说，当你由于自身错误的政策而遭受挫折时，你就勃然生怒……为了取悦帝国主义反对派而牺牲整个社会主义阵营的利益。……[21]
7月20日，中苏会谈破裂。几天后，禁止核试验条约签署。由于事先已经多次警告军备控制协议可以限制中国开发核武器的自由，北京方面谴责这一条约是“肮脏的交易”，是一种“欺诈行为”，是一种“背叛”。苏联人进行了类似的回击。接着双方进行了大量的宣传攻击与反攻击，继而将其他国家的共产党都牵扯了进来，并扩展到了一些国际组织里，甚至中苏边境纠纷演变到了爆发战争的边缘，毛泽东和赫鲁晓夫相互进行了猛烈的人身攻击。不过，中苏之间快速加深的裂痕也给赫鲁晓夫带来了两个好处。由于中苏关系已经无法修复，赫鲁晓夫也就不用再取悦于北京方面了。正如特罗亚诺夫斯基所说的那样，无法与中国和解“给了他更大的空间，可以追求与美国和其他西方国家达成谅解”。然而，当赫鲁晓夫意识到这一点时，已经太迟了。
中苏关系破裂的第二个“好处”是，由于中国人处于盛怒之下，赫鲁晓夫本人也受到了攻击，因此他的同事们就得团结起来，尽管他们将中苏关系破裂的责任在很大程度上归咎于他。1963年初，苏联驻中国大使切尔沃年科（Chervonenko）因为对中国太软弱而“被称为是坐在红地毯上的人”。赫鲁晓夫不是自己谴责切尔沃年科，而是将此事交给了科兹洛夫，科兹洛夫很有礼貌地倾听了切尔沃年科的申诉，并没有任何真正批评的意思，然后向赫鲁晓夫报告说他已经将这位大使“好好地臭骂了一通”。切尔沃年科认为，这件事说明科兹洛夫和他的同事们“并不赞同赫鲁晓夫在中国问题上的立场。那他们为什么不告诉他呢？这是另外一回事”。
很显然，他们有些担心，不过赫鲁晓夫也感觉到了他们的保留态度。在1963年12月关于中苏关系破裂的全体会议上，他解释了为什么中国人会选择“赫鲁晓夫”（他使用第三人称来指代自己）作为特别咒骂的对象：“要责怪的可能是某人［就是毛泽东］的妈妈。如果妈妈没有给他那个大脑，其他人是不可能将这些东西硬塞进他的脑子里的，甚至是学校也不可能。”赫鲁晓夫总结说：“一些同志可能不同意我的看法，而且我不想进行争论，我只是想表达自己的观点。”中国领导人希望“有一天醒来时发现全体会议已经将赫鲁晓夫赶下了台。那好，同志们，我已经差不多70岁了。我不是在为我自己工作，而是为党和人民工作。我是否能留在这个位置上，你们可以做出决定”。“就像俗语所说的那样，火药桶里还有火药。［全体起立。雷鸣般经久不息的掌声。］”
苏斯洛夫一反常态地为赫鲁晓夫进行了辩护：虽然中国人想“让赫鲁晓夫同志从中央委员会里退出去”，但是他们的“肮脏阴谋”注定是要失败的。9个月后，苏斯洛夫主持了将赫鲁晓夫赶下台的全体会议。
化肥！矿物肥料！这是1963年夏天赫鲁晓夫为苏联农业提出的最后的万能药。美国人为1.18亿公顷土地生产了3500万吨化肥，而苏联为2.18亿公顷土地只生产了2000万吨化肥。莫斯科需要在四年的时间里将化肥产量增加四倍。要想完成这一指标，需要新建60座化肥厂，现有的设施也需要增加产能。当然，60亿卢布是一笔相当大的资金，而且治理处女地也需要53亿卢布。在向主席团提出了一项应急计划后的几天里，赫鲁晓夫接待了美国农业部长奥维尔·弗里曼。在主席团和中央委员会还没有讨论这一问题的情况下，赫鲁晓夫就提出了生产1亿吨化肥产量的计划，并将价格标签提到了100亿卢布。不仅如此，他还高兴地私下向他的美国客人透露说，苏联的国防预算将会进一步削减。[22]
秋天的旱情袭击了俄罗斯中部、西伯利亚、乌克兰、哈萨克斯坦以及外高加索地区。两年前，苏联人得到的承诺称可以拥有富足的牛奶与蜂蜜，但是现在他们不得不排队等待领取救济粮。全国各地的报纸上开始出现措辞激烈的信件，但是勃列日涅夫和其他人不敢让“那个老人”看到这些东西。当柯西金终于在主席团的一次午餐会上说出事情真相时，赫鲁晓夫一直埋头吃饭，一言不发，但是当副总理建议从西方国家购买粮食时，他发火了。只是在农业采购部长向他报告说国家的粮食库存实际上已经告罄时，赫鲁晓夫才同意寻求国外的帮助：从加拿大进口了680万吨、澳大利亚180万吨、美国差不多200万吨，甚至还用贷款从罗马尼亚进口了40万吨。[23]
整个秋天，赫鲁晓夫内心的不安是显而易见的。9月5日，他抛出了一份备忘录，对“我们对于化肥的粗暴态度”以及“我们在管理矿产资源上的低效率、笨拙与无知”进行了严厉抨击。几天后在伏尔加国营农场看到的情况也“没有让我高兴起来”。他对当地官员抱怨说，问题是“一些不学无术的人总想按照他们的想法来工作，甚至教导其他人也遵从他们的想法，尽管他们自己对正在从事的工作并没有任何的了解”。在赫鲁晓夫视察的下一站克拉斯诺达尔，那时的苏联农民在化肥的使用中浪费严重，这对“那时的美国农民而言是不可想象的”，“正如他们所说的，他们为购买化肥支付了费用，知道如果不能正确地使用，他们就会破产”。赫鲁晓夫不久又提交了一份备忘录，不过这份备忘录中提到的情况也适用他本人：集体与国营农场里有太多的领导人已经“严重超龄”，但是他们还不知道自己已经到了该退休的时候，也没有人将他们换下去。
总的来说，1963年的粮食收成情况是一场灾难：粮食总产量只有1.075亿吨，而1958年是1.347亿吨。处女地的粮食产量是历年来最低的，尽管与1955年相比，开垦的土地面积已经增加了1000万公顷。情况变得十分糟糕，以致克里姆林宫不得不认真考虑采取定量供应的问题。然而，赫鲁晓夫所能做的只是在1964年2月发表了一份训诫讲话，对特罗菲姆·李森科和罗斯维尔·加斯特这样创造奇迹的农场工人大加称赞，对正担任部长职务的，实质上是“傻瓜”的人进行侮辱。
“父亲不明白问题究竟出在哪里，”谢尔盖·赫鲁晓夫后来写道：“他变得紧张焦躁，容易生气发火，与人争吵，想找到应该对这种状况负责的人，但是又找不到。他在内心深处潜意识地明白了，问题并不是出在细节上，而是制度本身已经行不通了，但是他又不能改变他的信仰。”
并非所有的事情都显得前景暗淡。赫鲁晓夫对叶夫赛·利别尔曼（Yevsei Liberman）提出的经济改革设想很是感兴趣，利别尔曼，这位哈尔科夫经济学家的思想突然开始出现在《真理报》上。此外，还有伊凡·库坦科（Ivan Khudenko）的思想，库坦科是哈萨克斯坦国营农场的负责人，他在他的农场里实行了合同制，粮食产量几乎在一夜之间就有了飞速的增长。一些政治上的改革也让赫鲁晓夫着迷，例如在苏维埃选举中设定多个候选人，以及政府事务更大的公开化。在1963年夏末访问南斯拉夫期间，他还对南斯拉夫基于“工人委员会”的“自我管理”表现出了兴趣。但是在铁托大讲南斯拉夫改革时，赫鲁晓夫却对一件玩具表现出比对南斯拉夫经济模式更浓厚的兴趣，他不时将一个照相机形状的小钟表从口袋里掏出来把玩一番。在1963年8月与乌克兰党的官员举行会谈期间，赫鲁晓夫不停地打开一台小型的便携式收音机，将音量调大收听国外新闻，然后向目瞪口呆的与会代表报告他所听到的新闻内容。