1950年2月14日，随着《中苏友好同盟互助条约》的签订，毛主席访问苏联的任务大功告成。两天后，苏联领导人斯大林在克里姆林宫宴请毛主席等人，为中国代表团饯行。
毛泽东、斯大林等人
2月17日，毛主席按原先计划离开莫斯科。这天天气非常好，他高兴地说：“老天爷知道我们走，也在欢送我们！”
等汽车来了后，苏联工作人员纷纷抢着帮中方人员搬东西，特别是毛主席那五个箱子和一个包被褥的大包袱，更是被苏方人员争先恐后地抢着搬。看到这一幕后，叶子龙风趣地说：“不能打架，一人一件！”
东西正在装车时，莫洛托夫等苏联同志前来送行。上午10点40分，毛主席登上了专车，同下榻处的苏方工作人员依依不舍地挥手告别。
就这样，中国代表团的车队离开了生活了两个多月的别墅。在雅罗斯拉夫车站，苏联方面安排了整齐的仪仗队送行，他们高奏中华人民共和国和苏联的国歌，火车站悬挂着两国国旗。
离开莫斯科前，毛主席用扩音器发表了简短的讲话：“亲爱的同志们，朋友们！我和中国代表团同仁这次在莫斯科会见了斯大林元帅以及苏联政府其他负责同志，我们相互间在中苏两大国人民根本利益的基础上所建立起来的充分了解与深厚友谊，是难以用言语来形容的……”
“……我们曾经参观了许多工厂和农场等，看见了苏联工人、农民和知识分子从事社会主义建设的伟大成就，看见了苏联人民在斯大林同志和联共党的教育之下所养成的革命精神与实际精神相互结合的作风，证实了中国共产党人历来的信念：苏联经济文化及其他各项重要的建设经验，将成为新中国建设的榜样”，毛主席热情洋溢地说道。
毛泽东
随着专列汽笛长鸣，毛主席与前来送行的莫洛托夫等人紧紧握手告别。他们再次转告斯大林的话：“注意身体健康，注意做好保卫工作，不要轻视敌人，更不能麻痹大意。你们的道路是遥远的，行程是漫长的，只有有了健康的身体，才能继续自己的行程。祝愿你们平安到达目的地！”
很快，列车开始奔驰在苏联辽阔的土地上。经苏联方面同意，中方人员可以在沿途参观学习。因此，每到大站火车都会停下，毛主席都会下车参观学习。
当到达位于乌拉尔山区的斯维尔德洛夫斯克城时，已经是深夜11点多。当地领导同志专程来到火车站欢迎毛主席，并陪他前往一家机械制造厂参观。
彼时，工厂工人们已经下班，只有汽锤车间的几个工人还在操作。在那里，毛主席观看了大型汽锤工作的情形。
接着，毛主席又参观了联合电力与热力厂，以及斯维尔德洛夫大学。在学校里，部分校领导和教授们迎候着他，赠送给这位新中国领导人一个精致的乌拉尔山模型，上面用宝石标明了乌拉尔山的矿产品种和位置。
专列到了鄂木斯克后，毛主席参观了那里的市容以及机器工具制造厂。工厂领导引导大家参观了正在加工中方订货的车间，并告诉毛主席：“工人们特别热情地精心赶制这批货，有的成品正在装箱出厂，陆续运往中国。”毛主席听了，点点头表示很满意。
而在火车到达新西伯利亚后，毛主席参观了契卡洛夫飞机厂和制造枪炮的兵工厂。这两个厂对外保密，远远就能看到高高的围墙和电网。
“这两个军工厂平时不对外开放”，翻译师哲对中方人员说。毛主席则表示：“看来这是对我们特殊照顾了。”
师哲
毛主席对这两个工厂很感兴趣，他这样说道：“我们要有这方面的经验，必须抓紧时间建这样的工厂，才能适应国防需要。”参观过程中，毛主席看得很仔细，并多次让苏方人员介绍得详细一些。“参观这样的工厂很受启发”，参观结束后他在车上高兴地说。
在西伯利亚地区的克拉斯诺亚尔斯克，毛主席受到了当地领导的热烈欢迎。在那里，他参观了生产联合收割机的工厂。在参观时，毛主席一边看一边问机器的性能、使用方法等，以及当时苏联集体农庄的情况。
参观期间休息时，毛主席深有感触地对身边人说：“中国要实行农业机械化，也必须建造几个大工厂，生产大农机设备，才能满足农村机械化的需要。”
而在伊尔库茨克，毛主席对茶叶包装厂进行了参观。当地的领导同志详细介绍了工厂的情况，并特别指出这个工厂完全是依靠中国而存在，因为它的原料都是从中国进口的。如果没有中国的茶叶，这个厂就不得不停产，希望中国多多支援。
“我们互相支援，努力发展两国间的贸易，这是我们的共同心愿！”毛主席当场表示。
这一路上，毛主席对参观工厂企业非常重视，从机械制造、农机制造到电力热力、轻工业，苏联有代表性的工厂企业他都看了。
之所以这样，是因为毛主席明白，现在全国性的战争基本结束了，今后的任务主要是建设。于是，他把很多注意力转移到学习和搞好经济工作方面，充分利用了这次访问苏联的机会。
毛泽东、师哲等人
除了参观工厂企业外，毛主席还在一路上接触了苏联各方面人士。在新西伯利亚，他和周恩来以及当地领导于午夜时分前往大戏院看演出。为了这些中国客人，演员们几乎等了一夜。
而在克拉斯诺亚尔斯克，毛主席在参观完工厂后，晚上又观看了俄罗斯合唱队的演出。其中一组新编的歌曲赞颂了斯大林、毛主席以及中苏友好，令中方人员印象深刻。
在与中国和蒙古毗邻的赤塔，毛主席参观了当地一所幼儿园，观看了孩子们的演出，节目同样赞扬了两国领袖和中苏友谊，让他看了非常高兴。而在参观那里的博物馆时，解说员介绍馆藏的恐龙化石是在黑龙江边发现的，接着又补充说是在黑龙江苏联一边发现的。现场的中方人员听了，互相笑笑没有吭声。
当专列驶过伊尔库茨克后，车上众人很快就看到了贝加尔湖。贝加尔湖是这样辽阔，列车沿着湖边足足行驶了好几个小时。
这期间，毛主席坐在车窗前，聚精会神地看着窗外的风景。他不仅对森林、湖泊很感兴趣，还对路上的涵洞十分注意。那段路程山洞很多，大家纷纷数起一共过了多少个。最终，卫士李家骥和陈伯达数了40个，毛主席则数了41个，说可能是自己多数了一个。
突然，毛主席问一旁的陈伯达：“陈夫子，你知道这是什么地方吗？”知识丰富的陈伯达未加思索，脱口而出道：“布里亚特蒙古自治国，首府是乌兰乌德。”
陈伯达
可出乎陈伯达意料的是，毛主席有些不高兴地接着说：“我问你历史上是什么地方？”面对这一猝不及防的追问，他不知道是没听明白还是怎么回事，吞吞吐吐地说：“是乌兰乌德……”
这时的毛主席更加生气了，他站起身对陈伯达说：“乌兰乌德，乌兰乌德我还不知道吗？”很快，随着火车进站，师哲领着当地领导同志来见毛主席。
“欢迎毛泽东同志，请下车休息。”只见一位高个子的当地领导对毛主席恭敬地说道。然而，毛主席当场婉言谢绝，并马上告诉汪东兴开车……
离开莫斯科的这一路上，毛主席每经过苏联大站时都会下车参观学习，唯独这次例外。等专列重新开动后，大家又谈起了刚才的话题。
这时，毛主席像憋了一口气一样对陈伯达说：“我问的是历史上是什么地方。这个地方在历史上就是乌金斯克，原来就是中国领土，居民基本上都是蒙古人，也有汉人，历史上曾是苏武牧羊的地方。”
毛泽东
原来，乌兰乌德最初起源于西伯利亚草原上的小田庄。1666年，俄罗斯的哥萨克部落移居至乌德河河口处，那里于1690年改名为上乌金斯克城堡。
由于上乌金斯克处在由俄罗斯通往中国、蒙古的有利地理位置上，它此后迅速地发展成为俄罗斯东部主要商贸中心之一。1899年8月15日，在上乌金斯克开通了第一辆火车，西伯利亚的交通干线将其与世界其他国家联系了起来。
而苏武牧羊的故事，则发生在遥远的西汉时期。汉武帝为了向匈奴新政权表示友好，派遣苏武率领一百多人出使。不料，就在苏武完成了出使任务，准备返回时，由于匈奴上层发生了内乱，苏武一行受到牵连被扣留下来，并被要求臣服单于。
面对对方的高官厚禄，苏武进行了严词拒绝。匈奴方面见劝说没有用，就对苏武使用了酷刑。可即使这样，他依然坚贞不屈。
单于眼看劝说苏武投降没有希望，对他的气节十分敬重，不忍心杀害，又不想让苏武回去，便决定将其流放到北海（今贝加尔湖）一带，让这位汉朝使节在那里牧羊。
在北海，苏武足足放了十九年的羊。终于，汉昭帝派出的使者得知苏武还活着后，将他成功带回了故土。公元前81年，当苏武回到长安后，百姓纷纷出门迎接，称赞他是个有气节的大丈夫。
显然，毛主席对这个历史典故和乌兰乌德的历史十分熟悉。听了他的话后，陈伯达终于明白过来，连忙解释道：“主席，我（先前）没明白你提的问题的意思。在历史上，不仅这里是中国的地方，连海兰泡、海参崴、伯力等都是中国的领土，连名字都是中国名。”
毛泽东在苏联
此时的毛主席开始静静思考。过了一会儿，他说：“帝俄占了我们很大一片领土……”一旁的李家骥听了，插话道：“这么肥沃的地方，我们干脆收回来吧。”
“你太天真了，没有那么容易的事。这是历史遗留问题，需要认真对待。”毛主席说着，又朝窗外认真看了起来……
2月26日这天，专列在天刚亮的时候来到了苏联边境最后一站——奥特保尔。在那里，苏联副外长拉夫伦捷夫来到毛主席的车厢，向他进行最后的告别。
下一站，便是中国境内的满洲里车站。到达那里后，铁道部长滕代远等人来到毛主席的车厢，大家亲切地握手交谈，气氛十分热烈。
在苏联方面的帮助下，毛主席一行换乘中国专列。苏方工作人员整齐地站在车厢门口，用俄语向毛主席说着“再见”。列车开动后，毛主席等人隔着窗户向他们摆手，苏联同志们则站在原地，有的摆手，有的目送。
终于回到中国的土地，毛主席的心情是格外的好。他在车厢里左看右看来回踱步，之后又回到自己的位置上。
“过去听说东北是个好地方，真是名不虚传啊！”毛主席自言自语道。突然，他转过脸对李家骥说：“家骥，你看这里多辽阔，将来我们在这里好好开发，搞几个基地，再开发新疆，中国的粮食问题就能解决了。”
不仅如此，毛主席又从农业谈到了林业、畜牧业、工业等方面。李家骥静静地听着，感到这位新中国领袖在向自己描述建设祖国的蓝图。
毛泽东
在东北期间，毛主席先后视察了哈尔滨、长春和沈阳。在沈阳举行的东北局、辽宁省、沈阳市领导干部会上，他讲起了自己这几天的经历，对有些干部的思想作风不满意，要他们谦虚谨慎、戒骄戒躁，保持艰苦奋斗的本色。
3月4日上午，毛主席回到了首都北京。刘少奇、朱德等党和国家领导人前往车站迎接，与毛主席、周总理热烈握手、拥抱，衷心祝贺这次外交上的重大胜利。
