对华军事援助是中共代表团与苏联会谈的重心。双方就此进行了多次磋商，斯大林欣然同意向新中国提供军事援助。此后，刘少奇同斯大林和苏联领导人进行了多次会谈，特别就请苏联帮助创建新中国人民海军和人民空军一事，与苏方进行了磋商。
在建设海军方面，鉴于新中国的建立尚需一段时间，为避免外交纠纷，斯大林提出“卖给东北政府几艘扫雷艇。然后在大连、旅顺或者符拉迪沃斯托克教会中国海员 如何清除水雷。”当谈到舰队时，斯大林表示：“中国应当有自己的舰队。我们准备帮助你们建立舰队。例如，我们可以打捞那些军用和商用的沉船，并把它们修理 好。至于你们请求帮助巩固青岛的海防，我们可以派遣一支分舰队去青岛港。但要在建立全中国的政府以后，以拜访的形式去。”
当时，解放军虽然在陆地占有绝对优势，但空中仍是国民党军队的天下。1949年五六月间，蒋帮飞机对上海市肆无忌惮地狂轰滥炸，使发电厂、自来水厂，甚至 “百老汇”大楼等蒙受损失。在这种情况下，苏联援助中国建立和发展空中力量确是当务之急。有刘少奇访苏期间与苏联商谈援助中国空军的基础，加上毛泽东主席 也曾电请斯大林指令苏空军对我予以支持，对付蒋机的空中窜扰。苏方很快从旅顺调到上海两个飞行中队。
斯大林去世后中国人民哀悼的照片。
空中支援解放军进疆
会谈中，斯大林对解放邻近苏联的新疆十分关切，他对刘少奇说：“不应当拖延进军新疆的时间，因为拖延会引起英国人对新疆事务的干涉。”“你们过高地估计了 马步芳的力量。马步芳的部队主要是骑兵，在有大炮的情况下，非常容易将其摧毁。如果你们愿意的话，我们可以提供40架歼击机。这些歼击机可以非常迅速地驱 散并击溃这支骑兵部队。”
