В качестве мер военной предосторожности Министр обороны СССР Маршал Советского Союза Р.Я. Малиновский приказал привести Вооруженные Силы страны в состояние повышенной боевой готовности: задержать увольнение из Советской Армии старших возрастов в ракетных войсках стратегического назначения, в войсках противовоздушной обороны страны и на подводном флоте, а также прекратить отпуска всему личному составу, и повысить боеготовность и бдительность во всех войсках. Подобные же меры были проведены и в армиях стран Варшавского договора. На Кубе Фидель Кастро объявил о проведении всеобщей мобилизации.
С23 октября между Москвой и Вашингтоном начался обмен официальными письмами. Со своей стороны, советское и кубинское руководство в один голос стали осуждать Соединенные Штаты в наглом попрании международных норм поведения государств, в несоблюдении принципов Устава ООН, предусматривающего невмешательство государств во внутренние дела друг друга, уважение чужих порядков и образа жизни, в проведении "политики агрессии". Как только не называли они действие США – и "наглым империалистическим посягательством", и "жандармскими методами", и "пиратством", и действиями "с позиции силы", и "политикой международного разбоя", "большой дубинки" и т.д. СССР просил немедленно созвать Совет Безопасности ООН "ввиду нарушения Устава ООН и угрозы миру со стороны Соединенных Штатов Америки". Выступая 23 октября на заседании Совета Безопасности ООН представитель СССР при ООН В.А. Зорин всячески опровергал присутствие на Кубе советских баз: "правительство США решилось все же в этих условиях на голословную ложь…, не постеснялось выдвинуть насквозь фальшивый и клеветнический тезис о будто бы наличии на Кубе "наступательных" советских ракет", но особо подчеркнул "оборонительный" характер поставляемого на Кубу оружия.
На другой же день после речи Кеннеди Н.С. Хрущев направил ему большое письмо, в котором доказывал законность действий двух суверенных государств – СССР и Кубы, вынужденных в ответ на неприкрытые агрессивные действия США принять меры для обеспечения безопасности Кубы. Хрущев призывал Кеннеди не поддаваться милитаристскому психозу и не толкать человечество в пучину ядерной катастрофы. В послании звучал призыв к мирному урегулированию сложившейся ситуации. Советское правительство подтвердило, что оружие, которым располагает Советский Союз, служит лишь целям обороны, и что "ни одна советская ядерная бомба не упадет ни на США, ни на какую-либо другую страну, если не будет совершена агрессия", однако предупреждало о том, что "если агрессоры развяжут войну, то Советский Союз нанесет самый мощный ответный удар". В своем ответе советскому лидеру Кеннеди утверждал, что будет твердо отстаивать свои позиции, и повторил угрозу применить силу, если ракеты не будут убраны.
А в это время на пути к Кубе находились советские корабли, на которых находилось вспомогательное снаряжение и продовольствие для воинского контингента (без чего при случае можно было и обойтись). Для того, чтобы не обострять отношения с Соединенными Штатами, им было дано указание изменить курс, но несколько судов, не обращая внимания на предупреждения со стороны американских военных кораблей, все же прорвалось к острову. Американцами было остановлено и проверено только одно судно, доставлявшее ну Кубу сельскохозяйственные машины. Конечно, Хрущев немедленно узнал о выступлении Кеннеди. Все работы по установке ракет на Кубе проводились круглосуточно, но для окончания этих работ и приведения ракет в боевую готовность требовалось еще несколько дней. Хрущев хотел иметь на Кубе мощную ракетную базу, но он не хотел войны, опасность которой все возрастала. Для него важнее всего было в эти дни понять- являются ли действия США блефом, или же американцы действительно готовятся нанести мощный удар по кубе и советским ракетным установкам.
Президент США направил Хрущеву письмо с призывом соблюдать правила блокады. Кеннеди писал, что США не намерены открывать огонь по советским кораблям. Призывы приостановить перевозку оружия на Кубу неоднократно звучали в адрес советского лидера, причем они исходили не только от исполняющего обязанности генерального секретаря ООН У Тана, но и от видного английского философа и общественного деятеля – Бертрана Рассела.
Утром 24 октября два советских судна приблизились к линии блокады в 500 милях от Кубы. Их прикрывала подводная лодка. Р. Макнамара отдал приказ - в случае необходимости атаковать советскую подводную лодку глубинными бомбами со слабыми зарядами, чтобы заставить ее всплыть на поверхность. Но Хрущев не хотел рисковать и приказал своим суднам остановиться на линии блокады, предложив Кеннеди срочную встречу. Кеннеди ответил, что он готов встретиться только после устранения с Кубы советских ракет. Воздушная разведка показывала, что эти ракеты будут готовы к действию через несколько дней. Над Кубой дважды в день пролетали эскадрильи из восьми низколетящих американских самолетов. Другие самолеты непрерывно следили за советскими подводными лодками. Советские корабли, приближаясь к линии блокады, останавливались вокеане, однако, некоторые из них получили приказ лечь на обратный курс. Монтаэ ракетных установок и бомбардировщиков продолжался. На Кубу вылетел А.И. Микоян, чтобы наблюдать за ситуацией с близкого расстояния и увязывать действия Советского правительства с действиями Кубы.
25 октября над островом был сбит американский разведывательный самолет "У-2". Его пилот Андерсен погиб. Обстановка в США накалилась до предела: тот день американцы назовут "черной субботой". Президент, подвергавшийся сильному нажиму "ястребов", требовавших немедленного возмездия, расценил это событие как решимость СССР не отступать перед угрозами, даже с риском начала ядерной войны.
Вечером 26 октября Кеннеди получил от Хрущева письмо, составленное в иных выражениях, чем его прошлые послания – оно не появилось в советских газетах. Письмо было продиктовано лично Хрущевым и даже не отредактировано. Советский премьер убедился, что действия США не являются блефом и что мир оказался на краю пропасти. Теперь и Хрущев просил Кеннеди проявить сдержанность. Он писал: "…если разразится война, то остановить ее будет не в нашей власти. Я сам участвовал в двух войнах и знаю, что война кончается только после того, как прокатиться по всем городам и селам, сея по всюду смерть и разрушение". Хрущев перестал скрывать то, что ракеты находятся на Кубе. Американская блокада теперь была бессмысленна, так как все оружие уже было готово к использованию. Но ракеты находятся под контролем советских офицеров и не будут использованы для нападения на США. "В этом отношении вы можете быть спокойны. Мы находимся в здравом уме и прекрасно понимаем, что если мы нападем на вас, вы ответите нам тем же. Но тогда это обернется и против нас, и я думаю, что вы это тоже понимаете. Из этого следует, что мы люди нормальные. Как же мы можем допустить, чтобы произошли те несуразные действия, которые вы нам приписываете. Только сумасшедшие могут так поступать или самоубийцы, желающие и сами погибнуть и весь мир перед тем уничтожить". Хрущев предлагал Кеннеди снять блокаду и дать обязательство не вторгаться на Кубу. В этом случае СССР заберет и уничтожит доставленное на Кубу оружие.
Правда уже на следующее утро, еще не получив ответа на отправленное письмо, Хрущев направил новое послание к Кеннеди, в котором требовал, чтобы американцы убрали свои ракеты с турецкой территории. Хрущев предлагал провести в течение 2-3 недель переговоры с США по всему комплексу возникших проблем. Это не устраивало Кеннеди, и он ответил только на полученное вечером 26 октября письмо, оставив без внимания следующее. Кеннеди заявил о готовности США снять блокаду с Кубы, и о том, что США не будет нападать на Кубу, если из этой страны СССР уберет наступательное оружие. Одновременно, используя более конфиденциальные каналы, Кеннеди заверил Хрущева, что США уберут свои ракеты из Турции, но позднее, после ликвидации кризисной ситуации. В любом случае Кеннеди требовал немедленного прекращения всех работ по установке ракет на Кубе и удаления под наблюдением ООН всего наступательного оружия с острова. В конфиденциальном порядке Кеннеди давал аонять Хрущеву, что даже при желании президент США не в состоянии слишком долго сдерживать более жестокую реакцию американских властей на действия СССР.
В ночь на 28 октября Советским правительством без консультации с Фиделем Кастро было решено принять условия Кеннеди. Последнее письмо Председателя Совета Министров СССР Н.С. Хрущева президенту США Дж. Кеннеди было передано открытым текстом по Московскому радио. В письме от 28 октября Хрущев заявлял: "я отношусь с пониманием к вашей тревоге и тревоге народов США в связи с тем, что оружие, которое вы называете наступательным, действительно является грозным оружием. И вы, и мы понимаем, что это за оружие". Позднее, во время визита Ф. Кастро в СССР в мае 1963 года, Хрущев рассказал, что такая поспешность была вызвана полученными из США достоверными данными о принятом американским военным командованием решении начать 29 или 30 октября бомбардировку советских ракетных установок и кубинских военных объектов с последующим вторжением на остров. Поэтому, говорил Хрущев, у советского руководства не оставалось времени, чтобы согласовать свое решение с Гаваной: "мир висел на волоске".