בסוף שנות ה-40 של המאה ה-20 הדרדרו היחסים בין המדינות, כחלק מהמלחמה הקרה. בשלהי 1948 ותחילת 1949 ממשלת אוסטרליה - כמו רוב בעלות הברית המערביות - התנגדה באופן פעיל למצור הסובייטי על מערב ברלין, והשתתפה ברכבת האווירית לברלין. לאחר מכן לחמה אוסטרליה לצד כוחות האו"ם במהלך מלחמת קוריאה, בעוד שרוסיה לחמה לצד קוריאה הצפונית. בשנת 1954, כתוצאה מפרשת פטרוב, נותקו היחסים בין המדינות. בהיעדר יחסים דיפלומטיים, ייצגה שוודיה את האינטרסים של ברית המועצות באוסטרליה, ואילו האינטרסים של אוסטרליה בברית המועצות יוצגו על ידי בריטניה. בשנת 1959 חודשו היחסים בין המדינות, והם התחזקו עוד יותר במהלך הדטאנט בשנות ה-70 של המאה ה-20.