一、冷战中的共同利益与分歧
20世纪60年代，核战争风险与拥有核武器国家可能继续增加的问题，使不扩散成为国际谈判的重要议题。日内瓦十八国裁军委员会是主要谈判场所，美国与苏联发挥关键作用，但无核武器国家也要求把自身利益写进制度。
1965年11月19日，联合国大会通过第2028（XX）号决议，提出条约应避免扩散漏洞，在有核与无核国家之间建立可接受的责任平衡，并成为走向核裁军的步骤。这表明，谈判从一开始就不只是要求无核国家放弃武器，也涉及现有核国家应承担什么义务。
二、核查条文并非技术附件
争论集中在禁止转让的范围、和平核能的发展，以及谁来检查相关活动。欧洲原子能共同体已有区域保障制度，其成员国关心国际原子能机构的权限是否会影响本国工业与既有安排。美苏达成原则性共识，也不能替代同其他国家的磋商。
1967年11月2日，美国军备控制与裁军署署长威廉·福斯特与苏联驻美大使阿纳托利·多勃雷宁在华盛顿会谈。福斯特说明，美方须先与欧洲盟国协调第三条；苏方则要求明确写入国际原子能机构保障监督。条约期限和修改程序同样受到质疑。这份会谈记录呈现的是仍在议价的文本，而非各方早已接受的成案。
参考：[2]
三、通过、签署和生效是三个阶段
1968年6月12日，联合国大会以第2373（XXII）号决议支持条约文本。7月1日，条约在伦敦、莫斯科和华盛顿开放签署，英国、苏联和美国成为保存国，负责接收和通知批准、加入等文件。大会的政治支持与国家同意受条约约束，并不是同一法律行为。
第九条要求签署国批准条约，并交存批准书；最初生效须由三个保存国和另外四十个签署国完成规定程序。条件满足后，条约于1970年3月5日生效。英国已在1968年交存批准书，美苏则在生效日完成交存。对后来加入的国家，约束生效日期另依其交存日期确定。
四、不对称义务与共同承诺
第一、二条分别规定，有核武器缔约国不得转让核武器或其控制权，也不得协助无核国家制造或取得核武器；无核武器缔约国则承诺不接收、不制造或以其他方式取得这类武器。第九条以1967年1月1日前已制造并爆炸核武器或其他核爆炸装置，界定条约中的核武器国家。
与此同时，第四条确认在遵守条约有关义务的前提下，和平研究、生产和使用核能的权利，并要求促进交流合作。第六条规定各缔约国诚意进行有关停止核军备竞赛与核裁军等有效措施的谈判。条约由此把限制扩散、和平利用和裁军联系起来，但没有写入一份立即销毁全部核武器的执行时间表。
参考：[4]
五、把第三条转为可以运行的制度
第三条要求无核武器缔约国与国际原子能机构订立保障协定，对其和平核活动中的有关核材料实施核查。条约写下义务之后，还需要商定报告、核材料衡算、视察及保密等安排。1970年至1971年，机构保障委员会为这些协定拟订结构与内容准则，形成后来以INFCIRC/153公布的框架。
参与谈判的外交官维尔纳·翁格雷尔在1971年的文章中指出，各国既争论检查如何有效，也关心费用和工业秘密。芬兰与机构的相关保障协定于1971年6月11日签署，1972年2月9日生效，是从条约承诺走向具体安排的早期实例。机构取得职责、国家订立协定和实际开展核查，需要分别考察。
六、履约需要持续审议
历史学者伊丽莎白·罗尔利希根据机构档案指出，1970至1971年的谈判不只是技术落实，也重新划定了国际核查与国家主权的界限。保障监督可以核对申报、发现问题并提供报告，却不能被当作自动执行的世界警察制度，更不能仅凭缔约身份就认定所有义务已经履行。
条约设置审议机制，并规定在生效二十五年后决定延长方式。1995年5月11日，缔约国在纽约决定无限期延长条约，同时通过加强审议等相关安排。长期延续并未消除原有矛盾：限制新增核武器、保护和平核能合作和推动核裁军，需要在不同程序中不断检验。