しかし、スターリン批判を行ったフルシチョフに代替わりすると、次第に挑戦的な態度を取り始める。さらに毛沢東はソ連の掲げるマルクス・レーニン主義を独自に解釈した毛沢東思想を唱え始め、日本を含む各国の共産党でソ連派と中国派が対立した。チベットのダライ・ラマ14世の亡命をインドが受け入れたことなどから、中国がパキスタンを支援してインドを敵視すると、ソ連はインドを支援し、ダライ・ラマもソ連を訪問している。1964年に周恩来がモスクワを訪れたものの、関係の改善には至らず、1969年にはウスリー川のダマンスキー島（中国名は珍宝島）において両国の軍隊による武力衝突が発生（中ソ国境紛争）。だが第一次インドシナ戦争からベトナム戦争まで両国とも、北ベトナム側を支持した。しかし、ベトナムの南北統一後は両国の対応が分かれる。ソ連の支援するベトナム社会主義共和国はカンボジア・ベトナム戦争でクメール・ルージュの民主カンプチアに侵攻してカンプチア人民共和国を樹立。カンプチア王国民族連合政府の時代からカンボジアを支援してきた中国は懲罰として中越戦争を行った。アメリカと中国はノロドム・シハヌーク元国王とポル・ポトらによる三派連合政府を援助し、ソ連はベトナムとヘン・サムリン政権を支持する構図であった。同様にオガデン戦争やアンゴラ内戦、アフガニスタン紛争などもアメリカ・中国とソ連の代理戦争の様相を呈した。