就在紧张处理“李少石事件”的那几天，重庆谈判进入尾声，毛泽东和周恩来正处于高度忙碌之中。
重庆谈判经历了“顶牛”，经历了争吵，经历了一连串的讨价还价，国共双方总算达成了协议。
协议初名《会谈公告》，出自邵力子之手，于9月21日交出。翌日，赫尔利带着这一草案飞美，向美国总统及国务院作汇报。
赫尔利返回重庆后，国共双方又经过反复斟酌，由张治中重拟，刘盂纯执笔，写出《政府与中共代表会谈纪要》，于10月8日经双方代表讨论通过，并定于“双十节”——10月10日，举行签字仪式。就在8日傍晚，发生了“李少石事件”。
10月9日中午，蒋介石夫妇在林园宴请毛泽东、周恩来、王若飞，为毛泽东即将离渝饯行。
蒋介石在当天的日记中写道：
毛泽东今日来作别。予之后约一小时，先问其国共两党合作办法及其意见如何，彼吞吐其辞不作正面回答。余乃率直告他，国共非彻底合作不可，否则不仅于国家不利而且于共党有害，余为共党今日计，对国内政策应改变，即放弃军队与地盘观念，而在政治与经济上竞争，此为共党今后唯一之出路。第一期建设计划如不能全国一致努力完成，则国家必不能生存于今日之世界，而世界第三次战争亦必由此而起。如此吾人不仅对国家为罪人，而且对今后人类之祸福亦应负其责也。彼口以为然，未知果能动其心于万一，但余之诚意或为彼所知乎。
10月10日下午6时，重要的仪式在桂园楼下客厅举行。那是国共双方代表举行《政府与中共代表会谈纪要》签字仪式。由于这天是“双十节”，这份《纪要》通常称为《双十协定》。
毛泽东就在桂园楼上，却没有出席仪式。那是因为蒋介石没有出席仪式。根据两党对等的原则，毛泽东也就不出席仪式。
出席签字仪式的国民党代表是王世杰、张治中、邵力子，共产党代表是周恩来、王若飞。
签字仪式毕，毛泽东下楼，和在场的代表们一一握手，表示祝贺。邵力子对毛泽东说：“此次商谈，得以初步完成，多有赖于毛先生不辞辛苦奔波。”
《双十协定》是一个耐人寻味的政治文献。如果细细推敲起来，其跟二十七年之后——1972年2月28日由周恩来和美国总统尼克松在上海发布的《中美联合公报》，风格极其相似。通篇可用“求同存异”四字来概括。因为无论1945年的国共双方，还是1972年的中美双方，都是观点差距甚大的双方，所以这类由双方签署的政治文献，其行文都采用“一致认为”、“某方认为”、“另一方认为”的格式。凡共同处，用“一致认为”；凡差异处，开列各方观点。
《双十协定》共分十二条，其中标明“一致认为”的，只不过三条而已，即关于和平建国的基本方针、关于政治民主化的方针、关于人民自由问题。这三条，大体属于“虚”的条文。其余九条，所写的无非是“中共方面提出”、“政府方面表示”，只是开列了双方的观点罢了。
不过，不管怎么说，国共双方经过四十多天的会谈，尤其是蒋介石和毛泽东能够坐在一起会谈，而且毕竟签订了这么一份“求同存异”式的《双十协定》，是很不容易的了。
《双十协定》签毕，蒋介石来桂园看望毛泽东了。蒋介石非常讲究礼仪的规格。他是国民党领袖，所以只在毛泽东刚到，以及即将离渝，两次前去看望毛泽东，其余均是毛泽东去他那里。
这一回，蒋介石军装笔挺，佩特级上将领章，挂着佩剑。毛泽东在楼房阶檐口跟蒋介石握手，然后陪着他步入客厅。蒋介石为《双十协定》的签订，说了几句祝贺的话，席不暇暖，便和毛泽东一起出去，坐上汽车，前往国府路，来到国民政府大楼，出席“双十节”招待外宾的鸡尾酒会。
过了一个多小时，招待会结束，毛泽东回桂园片刻，从此就告别了桂园。他应蒋介石之邀，和周恩来、王若飞一起前往林园，与蒋介石作第六次会谈。
是夜，毛泽东、王若飞宿于林园二号楼，周恩来仍住三号楼。
蒋介石在10月10日的日记中写及：
正午……往返毛泽东于桂团，送行也。彼忽提议今晚来宿林园，余知其必另生问题乃欢迎其来宿也。约谈十分时即辞出，与妻到国府约谈中外来宾，举行庆祝酒会毕，6时离府回林园校阅……9时40分见毛泽东约谈半小时。
翌日清早，毛泽东向蒋介石辞行，他俩作了最后一次晤谈。从此，蒋介石和毛泽东天各一方，再也没有见面——虽说他们每日都在思索着如何战胜对方。
11日上午8时，蒋介石委派陈诚作为他的代表，和毛泽东一起去九龙坡机场，为毛泽东送行。他自己，对于毛泽东仍是“来不接，去不送”。
9时15分，三辆小汽车从林园到达机场，下车的有毛泽东、陈诚、周恩来、张治中、王若飞、郭沫若夫妇、张澜、邵力子夫妇、陶行知、章伯钧、茅盾等以及各界人士、中外记者。
临行之前，毛泽东特地向日夜守卫桂园的士兵们致谢。毛泽东握着宪兵班长李介新的手说：“这次你们辛苦了，谢谢你们大家。”
毛泽东在机场对记者发表了谈话：“中国的问题是可以乐观的。困难是有的，不过困难都可以克服。”
9点45分，毛泽东乘坐一架绿色双引擎C-47型运输机起飞。张治中、王若飞同行。周恩来留在重庆。
据童小鹏回忆，毛泽东的专机起飞后，红岩第十八集团军驻渝办事处的电台，一直紧张地与延安电台保持密切联系。在收到延安发来毛泽东平安到达的电报后，工作人员才长长地舒了一口气。
延安机场洋溢着欢笑，两万多人聚集在那里，欢迎毛泽东。这与毛泽东离开延安时，机场上一片担忧之情恰成鲜明的对比……
在10月13日的《上星期反省录》中，蒋介石写道：
共毛11日飞回延安，彼虽罪恶昭著而又明知其必秉机叛变，时（实）为统一之大碍，但断其人决无成事之可能，而亦不足妨碍我统一事业。
