2010年5月25日下午，中美双方在北京签署了七项合作协议，涉及能源、贸易、融资、核能利用等多个方面。
这些协议包括：《中国国家发展改革委与美国国务院关于绿色合作伙伴计划框架实施的谅解备忘录》、《中华人民共和国海关总署与美国国土安全部海关与边境保护局关于供应链安全与便利合作的谅解备忘录》、《中国国家能源局与美国国务院中美页岩气资源工作组工作计划》、《中美进出口银行贸易融资总结合作备忘录》、《中美主权担保融资合作湖南卫生厅购置医疗设备项目贷款协议》、《中美主权担保融资合作安徽淮南光华光神机械电子有限公司购置生产环保型特种电线电缆设备和检测仪器项目贷款协议》、《中国国家核安全局和美国核管制委员会关于进一步加强西屋AP1000核反应堆核安全合作备忘录(续签)》。
此前，在第二轮中美战略与经济对话举行期间，中美双方还签署了《中华人民共和国卫生部和美利坚合众国卫生与公共服务部关于新发和再发传染病合作项目的谅解备忘录》。
中国国家主席胡锦涛特别代表国务院副总理王岐山和国务委员戴秉国，美国总统奥巴马特别代表国务卿希拉里·克林顿和财政部长蒂莫西·盖特纳等参加本轮对话的两国高官出席了签字仪式。
