Hai bên liên tục trì hoãn ký kết hiệp ước này do tranh cãi quanh hai vấn đề chính: Thứ nhất là về cách xác minh vũ khí hạt nhân. Thứ hai là lo ngại về chương trình phòng thủ tên lửa của Mỹ.
Việc START mới lâm vào bế tắc khiến Tổng thống Obama rất tức giận. Theo lời các cố vấn của ông Obama, trong một cuộc điện đàm hồi tháng 2/2010, ông Obama muốn chốt START mới với Tổng thống Nga Medvedev. Tuy nhiên, sau khi nghe đối phương yêu cầu Mỹ phải nhượng bộ về vấn đề phòng thủ tên lửa, ông Obama đã nói: “Chúng tôi không thể làm điều đó. Nếu điều đó có nghĩa là chúng tôi sẽ rời hiệp ước và không ký kết thì hãy để điều đó xảy ra. Nhưng chúng tôi sẽ không đi con đường này”.
Đến cuộc điện thoại tiếp theo, ông Obama đã đặt máy với tâm trạng hài lòng sau khi chốt được thỏa thuận với ông Medvedev. Đến tháng 4/2010, ông Obama thông báo rằng Nga và Mỹ sẽ ký START mới. Thông báo này diễn ra sau khi hai nước trải qua một cuộc đàm phán kéo dài cả về không gian và thời gian. Cuộc đám phán diễn ra dài hơn hạn chót tới 4 tháng và địa điểm đàm phán nhảy từ London tới Moskva, tới Geneva, Singapore, Copenhagen rồi về Washington.
10 vòng đàm phán giữa các quan chức của Nga và Mỹ có rất nhiều ngã rẽ quanh co. Đàm phán có thể kéo dài tới 10 vòng là nhờ các cuộc điện đàm cá nhân giữa hai tổng thống. Tổng cộng ông Obama và ông Medvedev đã gặp mặt hoặc điện đàm 14 lần để thúc đẩy START mới. Phía Mỹ từng thừa nhận rằng đã nghĩ là đàm phán START mới với Nga sẽ tương đối dễ dàng nhưng không ngờ lại khó khăn hơn rất nhiều so với dự đoán.
Hiệp ước START mới nhen nhóm từ năm 2008. Tổng thống Medvedev và Tổng thống Obama gặp nhau trong một cuộc họp thượng đỉnh về kinh tế hồi tháng 4/2008 và nhất trí thảo một hiệp ước thay thế START 1 ký năm 1991 hết hạn vào tháng 12/2009. Khi chỉ còn rất ít thời gian, Nga và Mỹ đã chọn những quan chức lão luyện trong vấn đề kiểm soát vũ khí để dẫn đầu đoàn đàm phán START mới ở Geneva, Thụy Sỹ. Bà Rose Gottemoeller được chọn làm trợ lý ngoại trưởng về vấn đề xác minh, tuân thủ và thực thi hiệp ước. Bà này từng đảm nhiệm các vấn đề hạt nhân trong chính quyền của Tổng thống Bill Clinton và về sau làm giám đốc Trung tâm Carnegie ở Moskva. Phía Nga cử ông Anatoly Antonov, cựu đại sứ và là giám đốc an ninh và giải trừ vũ khí thuộc Bộ Ngoại giao Nga.
Quá trình đàm phán, dù do các chuyên gia hàng đầu hai bên dẫn dắt, có lúc tưởng chừng như đổ vỡ nếu không có sự tham gia trực tiếp của hai tổng thống Nga và Mỹ. Tổng thống Obama đã tận dụng một chuyến thăm Moskva hồi tháng 7/2009 để thu hẹp khác biệt về mục tiêu hiệp ước. Khác biệt của Nga và Mỹ nằm ở chỗ: Mỹ muốn có mục tiêu cụ thể trong cắt giảm vũ khí còn Nga thì không. Cuối cùng, hai tổng thống thỏa hiệp bằng cách tuyên bố phạm vi mục tiêu cắt giảm đầu đạn và phương tiện mang đầu đạn và xác định giới hạn cho các cuộc đàm phán tiếp theo.
Một vấn đề gai góc khác được phía Nga đặt ra với Mỹ, đó là hệ thống phòng thủ tên lửa từ lâu vốn là một vấn đề khó giải quyết. Nga cho rằng hệ thống này của Mỹ đe dọa an ninh lãnh thổ Nga. Moskva yêu cầu hiệp ước START mới phải có ràng buộc giữa vũ khí hạt nhân tấn công và chương trình tên lửa phòng thủ. Trong các cuộc tiếp xúc cá nhân với Tổng thống Medvedev, Tổng thống Obama chỉ nhất trí một tuyên bố chung chung thừa nhận rằng các quyết định triển khai vũ khí phòng thủ và tấn công có liên quan.
Không chỉ thế, hai nước còn khó khăn trong thống nhất về cơ chế xác minh. Trong khi nhóm đàm phán của Mỹ đinh ninh rằng Nga sẽ nhất trí với bản cập nhật cơ chế xác minh của START 1 thì trái lại, các quan chức Nga lại bác bỏ, coi cơ chế này là một phần của hiệp ước được đàm phán trong thời điểm Liên Xô sụp đổ, không có lợi cho Nga.
Theo START 1, thanh tra viên Mỹ “đồn trú” luôn ở nhà máy sản xuất tên lửa Votkinsk ở Nga - hành động mà Nga cho rằng mang tính xâm phạm. Do đó, trong khi đàm phán START mới, Nga muốn các thanh tra viên này ra khỏi nhà máy Votkinsk. Nga còn cho biết chính quyền của Tổng thống George Bush trước khi từ nhiệm cũng đã nhất trí điều này. Bà Gottemoeller cảm thấy không thoải mái nhưng bà nhận ra rằng không thể tranh cãi về vấn đề này trong bối cảnh Mỹ muốn điều chỉnh lại quan hệ với Nga.
Một số bất đồng khác có thể kể đến là: Nga muốn Mỹ cắt giảm mạnh số bệ phóng vì Nga đã đơn phương giảm số lượng tên lửa. Trong một vòng đàm phán ở Singapore, Tổng thống Medvedev đã nêu vấn đề này ra nhưng bị Tổng thống Obama phản đối. Ông Obama lo ngại điều này sẽ khiến ông phải từ bỏ một trong ba chân của “kiềng” hạt nhân: tên lửa đạn đạo, tàu ngầm trang bị hạt nhân và máy bay ném bom chiến lược.
Ngoài ra, Nga và Mỹ còn chia rẽ về việc chia sẻ dữ liệu tên lửa (telemetry - phép đo từ xa). Nga nhất quyết không muốn hiệp ước mới yêu cầu hai bên phải trao đổi loại dữ liệu này. Chủ đề này trở đi trở lại trong các vòng đàm phán đến mức Tổng thống Medvedev đùa rằng: “Từ yêu thích của tôi trong tiếng Anh bây giờ là telemetry”.
START 1 sắp hết hạn trong khi Nga và Mỹ còn quá nhiều vấn đề chưa được khai thông. Theo các nhà phân tích, Nga tính toán rằng ông Obama rất muốn ký được hiệp ước trước khi tới Na Uy nhận giải Nobel Hòa bình cho nên nhiều khả năng ông sẽ phải nhân nhượng. Do đó, Nga bám chắc quan điểm của mình. Mỹ cũng kiên quyết không kém.
Thế bế tắc chỉ được khai thông trong một cuộc gặp giữa hai nhà lãnh đạo Nga và Mỹ bên lề hội nghị về biến đổi khí hậu ở Copenhagen. Ở đó, hai ông đã nhất trí được phần lớn các vấn đề quan trọng. Ngay cả vấn đề chia sẻ dữ liệu telemetry, họ cũng tìm được tiếng nói chung.
Vấn đề “khó nhằn” là phòng thủ tên lửa cũng dịu dần sau khi ông Obama xóa sổ kế hoạch phòng thủ tên lửa của người tiền nhiệm, thay nó bằng hệ thống tập trung vào tên lửa tầm ngắn và trung của Iran. Thế nhưng, phía Nga bất ngờ khơi lại vấn đề phòng thủ tên lửa, yêu cầu hiệp ước phải gồm cam kết rằng Mỹ sẽ không thay đổi thêm kế hoạch phòng thủ tên lửa này trong tương lai. Tranh cãi mới nảy sinh khiến đàm phán lại rơi vào căng thẳng mãi đến khi Nga chịu lùi một bước kèm lời cảnh báo: Nga có quyền rút khỏi hiệp ước nếu thấy hệ thống phòng thủ tên lửa của Mỹ là một mối đe dọa với Nga. Về phần mình, Mỹ cho biết sẽ xây dựng hệ thống này theo ý muốn của mình và nói rằng họ không nhằm vào Nga.
Trong một cuộc điện đàm, hai tổng thống đã chúc mừng nhau vì phá vỡ được nghi kỵ để đạt được START mới - một thỏa thuận lịch sử.
