Im Mai 1943 wurde Davies als Sonderbotschafter mit einem persönlichen Brief Roosevelts an Stalin nach Moskau geschickt. Roosevelt wollte eine persönliche Beziehung zu Stalin aufbauen und lud diesen deshalb zu einem Treffen ohne Churchill ein. Davies sollte aufgrund seines guten Verhältnisses zu Stalin außerdem den Schaden eingrenzen, den Botschafter William Harrison Standley angerichtet hatte. Standley hatte in Pressekonferenzen Druck auf die sowjetische Führung ausgeübte. Da Standley überdies Davies für inkompetent hielt, fühlte er sich durch dessen Entsendung vor den Kopf gestoßen und bot am 3. Mai 1943 seinen Rücktritt an. Roosevelt hatte Standley eigentlich durch Davies ablösen wollen, aber Davies’ Gesundheit ließ dies nicht zu. Überschattet wurde die Mission durch die Entdeckung der Massengräber von Katyn. Im Hinblick auf die Kriegslage entschlossen sich Briten und Amerikaner, die Möglichkeit sowjetischer Verantwortung zu ignorieren. Davies erklärte vor seinem Abflug in Washington, die Deutschen hätten das Massaker begangen.