从造舰计划走向谈判
1921年11月12日，限制军备会议在华盛顿开幕。美国国务卿查尔斯·埃文斯·休斯在首次全体会议上提出，停止正在扩大的主力舰建造计划，并拆除一批新旧战舰。方案把美国自己尚未完成的大舰也列入削减范围，要求英国和日本作出相应让步。谈判由美国、英国、法国、意大利和日本五国处理海军军备问题，同时另设包括其他国家的委员会讨论太平洋及远东问题。
休斯主张把现有海军力量作为限制比例的基础，而不是先估算各国未来可能提出的需要。美国代表团在会后报告中解释，这样才能阻止各国用新的安全要求不断扩大造舰规模。对谈判者而言，困难既在总吨位，也在各国愿意拆掉哪些已经投入资金和声望的舰船。
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吨位比例背后的交换
日本代表团的核心人物包括海军大臣加藤友三郎。日本希望获得相当于美、英各七成的主力舰实力，美国方案则坚持六成。围绕“陆奥”号能否保留的争执尤其具体：日本认为该舰已经建成服役，不应作为未完工舰处理。最后，日本保留“陆奥”号并放弃“摄津”号；美国获准完成条约所称的两艘“西弗吉尼亚级”战列舰，随后拆除两艘旧舰；英国也得到建造两艘新主力舰、换掉四艘旧舰的安排。
吨位让步与基地问题相互联系。条约第十九条要求美、英、日在所列太平洋地区维持海军基地和要塞的现状，限制新建防御设施或扩大修理能力。菲律宾、关岛和香港受到约束，夏威夷则在美国的例外范围内。这套地理上有区别的安排，使舰队比例与远方部署条件成为同一场谈判中的交换内容。
把限制写成可执行的规则
1922年2月6日，五国在华盛顿签署限制海军军备条约。此后替换主力舰的总吨位上限，美、英各为525000长吨，日本315000长吨，法国、意大利各175000长吨；新主力舰单舰不得超过35000长吨，主炮口径不得超过十六英寸。条约采用标准排水量，计入武器、弹药、给养和人员，却不计燃料及备用锅炉给水；一长吨为2240磅。这些定义使各国不能只用不同计量习惯解释限额。
条约同时限制航空母舰总吨位，并允许各国把最多两艘原须废弃的主力舰改装为航母。主力舰原则上进入停建期，但保留舰名单、替换时间表和若干例外共同决定具体义务。新建巡洋舰等非主力舰、非航母战斗舰限为一万长吨、八英寸炮，却没有获得同样的总吨位配额；运输等非战斗用途船另有豁免，潜艇也未被全面禁止。按美国代表团的会后报告，法国坚持较高的潜艇及辅助舰吨位要求，英国因而不肯限制对付潜艇的辅助舰，相关总吨位协议未能达成。
签字与生效之间
签署并未使所有义务当天生效。条约第二十四条要求各国依本国宪制批准，并以全部批准书在华盛顿交存之日为生效日。美国参议院于1922年3月29日同意批准，总统正式批准则在1923年6月9日。1923年8月17日，五国代表在美国国务院核验并交存批准书，条约由此生效；美国随后于8月21日公布。1922年对应的是缔结与签署阶段，正式生效属于次年。
条约附则还区分解除战斗能力与完成废弃。对于按生效即应废弃条款处理的舰船，通常须在生效后六个月内拆除武器及关键作战设备，使其不能再用于作战；最终击沉或拆解的期限通常为十八个月。随替换新舰建成而退出的旧舰另有对应时限，因此履行并不是一次统一日期的拆舰行动。
船台与拆船场上的落实
实际调整在国际生效程序完成前已经开始。1923年3月7日，英国海军部向下议院报告：英国已经放弃原定四艘主力舰，改订两艘较小的新舰；十八艘旧舰已解除作战能力，其中十七艘售出供彻底拆解。同一答复称，美国十一艘主力舰已停工，两艘旧战列舰售出并在拆解，另五艘已拆除设备等待出售；日本两艘主力舰停工、五艘解除武装、八艘退出服役。这是当时政府报告的进度，各项状态并不等于全部船体已经消失。
改装计划也会因意外改变。日本原拟将“天城”号改为航母，但该舰在横须贺遭地震严重损坏。英国海军部1924年2月的议会答复确认，日本放弃改装“天城”号，决定废弃它，转而改装原拟拆除的“加贺”号。条约的吨位与改装规则，最终要落实到具体舰体是否可用、如何施工和何时退役。
受约束后仍在变化的舰队
海军史学者诺曼·弗里德曼指出，美国把未完工的“列克星敦”号和“萨拉托加”号战列巡洋舰改成航母，两舰到1927年末才服役。主力舰停建期间，美国海军把巡洋舰列为重点；海军总委员会从1922年起主张增加万吨、八英寸炮巡洋舰。限制大型战列舰的协议，因而没有消除其他舰种的建设竞争。