代表团动身前，周恩来考虑到此系新中国海军代表团第一次出国执行任务，抽暇在中南海春藕斋召见了罗舜初，亲自交代此行的主要目的：一是请苏方帮助研究与审查中国海军建设三年计划，二是确定1951年中国海军订货的内容，三是学习苏联海军建设的经验。并具体告诉罗舜初，如何使用外交语言向苏方表达思想，及在谈判中应当注意的问题。经过简单准备，11月中旬，萧劲光与罗舜初、海军后勤部副部长景宜亭等一行五人，带着经周恩来审定、修改过的《建设中国海军的初步计划（草案）》，踏上了前往苏联的火车。
11月底，萧劲光一行抵达莫斯科。是时，靠近北极圈的莫斯科已是冰天雪地。但苏联海军的盛情接待却使中国代表团感到温暖如春。
这次访问，中苏双方原本商定，由苏联派驻中国海军的首席顾问顾济民一路陪同。没想到火车到西伯利亚后，顾济民突患阑尾炎，留在当地做手术，苏联便另派了一位海军副司令员前来陪同参观考察。苏方安排周到，副司令员情谊殷殷。萧劲光本人故地重游，一口流利的俄语，真有点“宾至如归”感觉。在完成磋商订货，请苏方帮助审定海军建设计划一系列谈判后，苏方又应萧劲光的要求，安排代表团走访了苏联海军的多名高级将领和部队负责人。他们坦诚地介绍苏联海军建设的整体情况，介绍海军的编制原则、各类舰艇在海军中的地位和岸防兵力部署。有的专家还热情地向中国代表团分析世界海军发展形势，介绍国际上关于领海的规定及海战中的战术原则。考虑到组建潜艇部队的计划，萧劲光特意拜访了苏联潜艇部队的负责人，向他们请教了建设潜艇部队需要注意和着重解决的问题。其间，苏联海军领导人还陪同萧劲光一行前往列宁格勒，访问了波罗的海舰队的部分军舰、造船厂和海军学校，参观了在十月革命中炮击冬宫的阿芙乐尔号巡洋舰。结束谈判后，斯大林在百忙中接见了萧劲光，并以武装部队大元帅的身份，赠送给他一把华丽的佩剑。
12月底，萧劲光一行回到北京。
访问期间，苏方获知萧劲光当年在苏联留学时曾有一个女儿留在莫斯科，便组织人多方寻找。由于已过去二十多年，加之中间又经过了第二次世界大战，虽经多方努力也毫无结果，这不免使萧劲光有些失望。但苏方基本上满足了1951年海军订货的要求，特别是参观、考察了许多地方。所以对这次考察访问，他还是相当满意的。在晚年的回忆录中，萧劲光满含深情地写道：“这次赴苏考察访问，对我来说，是一次很实际的学习。它不仅使我比较系统、全面地学到了一些海军科学知识，也使我开阔了视野，看到了我国海军建设同世界上那些大国海军建设的差距。从而，进一步增强了要发奋图强，把人民海军尽快建设起来的责任感和紧迫感。”
一年多后，即1952年4月，为了争取苏联对中国海军建设的支持，解决装备订货问题，萧劲光再次率团访问了苏联。
此次访苏阵容强大。代表团成员除海军的人，副司令员罗舜初、海军修造部部长林真等外，还有政务院重工业部船舶局副局长罗叔平及装备技术专家等多人。访问的目的，主要是与苏联洽谈年内中国海军订货的落实和请苏方帮助审定由斯大林提议扩大了规模的《中国海军五年建设计划》。
代表团于4月中旬离开北京，先坐飞机到伊尔库茨克后，萧劲光感到身体不舒服，又改乘火车。在路上颠簸多日，于4月22日抵达莫斯科。代表团被安排在离海军部不远的一座法国的旅馆里。这里环境幽静，附近有一个公园，会谈之余，可以在公园里散步。
24日，举行了第一次会谈。苏方首席代表是苏军副总参谋长法金将军。是时，中苏关系异常密切，中国的武器装备和各地海防设施状况，苏方都很了解。所以谈判一开始，萧劲光就按照准备好的计划摆出了希望解决的问题，提出了当年的订货及今后数年内需要购置的武器装备和希望得到的转让技术。萧劲光边讲两方人员边议论，整个谈判在友好的气氛中进行。此次会谈算是务虚，不作定论。
两天后，举行第二次会谈，着重磋商1952年订货问题。对于中国提出的订货项目和数量，苏方只有少数项目基本同意，相当大部分减少了数量。如萧劲光提出当年增购14架水鱼雷机、12艘鱼雷快艇，苏方表示同意。后萧劲光又提出希望购置护航舰、扫雷舰、猎潜艇、远航艇等造船材料，苏方同意分批提供，第一批数量不大。萧劲光提出要购置8个连的海岸炮，苏方只答应给5个。而对购买驱逐舰的要求，则一口否决，说目前解决不了。
5月5日进行了第三次会谈。此次会谈主要是由苏方根据中国代表团的要求，答复转让制造方面的问题。法金首先提出了他们同意转让制造项目的一个清单，开列了可以转让的各种型号的舰艇的成品数目和技术文件，提出了交付的时间。法金提出，为了支持中国提高自己修造军舰的能力，苏方同意派一批专家到中国去，协助拟定造船计划，帮助监造和检查。萧劲光提出请苏联海军帮助修复“重庆”号巡洋舰上的仪器、武备和电器设备，法金当即给予肯定答复，说“这没问题”。除此而外，苏方还就中国承担这批转让项目需要设立哪些机构提了建议。法金讲，海军修造部应加强，其主要任务是根据上级的意图及海军舰船战术、技术性能的要求，组织进行技术设计、研究、审查，向国家造船部门提出订货计划，并负责监造、检查和验收。当然，国家重工业部门须设有领导和设计造船的专门机构。
5月10日，双方代表团又拿出一天的时间，专门磋商了有关购置航空器材和海岸炮等问题。对中方提出的购置飞机和岸炮的数目作了较大削减。会谈结束前，法金强调，几次会谈中所商定的问题，须报政府批准后才能执行，总的经费、偿付形式，也要由政府核定。
此次访问，正式会谈举行了六次。苏联海军部部长库兹涅佐夫大将先后三次会见了代表团。苏方首席代表、苏军副总参谋长法金将军自始至终参加了会谈。他们不仅与中方代表商谈订货，还对中国海军建设提出了一些具体意见和建议。特别是关于海军后勤部门设置问题，苏方的建议发挥了较大影响，给萧劲光也留下了很深的印象。在晚年的回忆录中，他对此作了较详细的记述：
在会谈中，我们还就我国海军是否需要单独成立各级后勤部门的问题征求了对方的意见。这是因为在海军建设初期，曾经有一种意见，认为海军的后勤工作，统一由各地陆军部队的联勤领导就行了，海军没有必要成立各级后勤部门。苏方根据他们的经验和海军的实际情况，建议海军决不能取消后勤部门。他们认为，海军兵种十分复杂，物资供应任务十分繁重。特别是对海上部队的供应，与对陆上部队供应有许多不同，每个基地要一直负责供应到单舰，而每艘单舰需要供应的物资又各种各样，有油料、机件、仪器、武器、弹药以及粮秣、被服，等等。如果海军本身不设后勤部门，没有一批懂得各类技术的后勤干部，是不可能保证部队战时和平时需要的。因此，把海军基地划归各地联勤指挥是不适当的。他们还说，在苏联，曾经试行把海军后勤工作划归人民武装部系统的做法，后来的经验证明行不通，才又改过来。这个问题当时我们向党中央报告后，中央立即表示采纳苏方的意见，在一份回电中告诉我们：“关于海军后勤组织已商定不合并于联勤。”但是，正式确定下来，还是在我们回国以后。这年7月26日，我们给毛主席、周总理、彭德怀副主席并总参、总后领导写了《关于后勤组织问题》的报告。彭副主席看了以后，于8月2日给毛主席写信，提出意见：“海军后勤建立垂直系统，直属军委联勤，不经大军区，减少层次似相宜。”8月3日，毛主席在彭副主席信上批示：“同意这个意见。”这样，这个问题才算得到解决。
会谈期间，每次会谈内容，萧劲光都及时向军委和中央有关部门汇报，尔后按照中央电报指示决定新一轮谈判的主旨。5月10日谈判结束，萧劲光将谈判结果报告中央，便一边等待复电指示，一边按照苏联海军的安排在莫斯科参观。其间，他还到列宁格勒参观了内燃机厂、造船厂和在造的军舰。回莫斯科后，收到中央5月29日复电。电文说：一般同意你们与苏方商谈的各项问题；1952年订货同意，快艇可再增加几只；1953年订货计划望作为初步货单提出，声明回国后如需增加，当再补提；同意对我们建设的几项建议；上述各项，作一概括性答复，并提出几项增加的要求。
萧劲光向苏联海军部并法金将军转达了中央的意见。6月初，代表团准备动身回国。或许是因为一个多月来静坐多、活动少，工作劳累的缘故，萧劲光直肠突然多处破裂，大出血，心脏也出现病变。经报告国内同意，决定代表团先行回国，萧劲光住进医院进行检查、治疗。经过一段治疗，6月中旬，萧劲光回到北京。
6月28日，萧劲光与罗舜初联名向中央写了报告，汇报了此番赴苏谈判的情况。数天后，萧劲光前往中南海看望毛泽东，又当面作了口头汇报。
汇报中，萧劲光除报告赴苏见闻、会谈成果外，还汇报了苏联对帮助中国解决装备问题的一些想法：一是强调由于近几年技术不断发展，海军装备处在改进阶段（螺旋桨水鱼雷轰炸机将被喷气式水鱼雷轰炸机代替），加上苏联海军本身需要建设，还要帮助其他民主国家，所以某些物资只能在一定限量下供应我们；二是希望我们——不是海军本身，是说国家重工业部门，重视造船工业建设，首先是建设造船厂、内燃机厂、水鱼雷厂等。他们供给我们部分造船材料，是想促使我国打下造船工业的初步基础；三是希望我们抓紧时机培训海军专业干部。代表团的同志都真切感受到，他们的这些想法是积极的友好的。
毛泽东对萧劲光的汇报很满意，笑称代表团不辱使命，大有成效。毛泽东为了向苏方表示谢意，督促谈判成果的落实，于7月10日再次给斯大林写了信：
菲利波夫同志：
我国海军代表团此次在莫斯科与苏联海军部商谈我国海军五年建设计划及一九五二年订货诸问题，承苏联政府和海军部同志热情帮助，许多问题获得解决，谨向您和和苏联政府致以谢意。我们基本上同意苏联政府对我国海军五年建设计划的意见。
兹提出如下请求，请您考虑。
一、为了我国海军继续发展，准备在我国第一个五年计划当中和第二个五年计划开始时，能自己逐渐解决潜水艇、鱼雷快艇、扫雷艇、大小猎号所需之主机及一般材料，以及海军所需之水鱼雷。拟将此项建设工作列入第一个五年计划中，因此，请苏联政府帮助我国重工业部建设内燃机工厂及水雷、鱼雷工厂，并请派专家组前来中国设计及协助建厂工作。
二、此次苏联海军部所允派来之苏联海军专家及对恢复巡洋舰“重庆号”修理、检查设计专家组、大口径海岸炮勘察专家组、要塞建设专家组、建设港口专家组、造船专家组等，最好请于八月份派来中国。
三、我国海军代表团与苏联海军部所商定的一九五二年海军订货中之海岸炮、水鱼雷飞机、驱逐机、教练飞机及航空教育器材，请苏联政府尽早于八月初拨给。
关于我们海军五年订货所需款项的偿付问题，俟我们代表团去莫斯科后再行商定。
毛泽东一次次出面过问、关注海军建设问题，使苏联政府和海军部对两国所签定的海军装备购置协议更加重视。
当年9月，萧劲光又派罗舜初再次到了莫斯科，同苏联海军部进行会谈、磋商，督促其尽快落实装备订货计划。后来的结果是，对1952年当年的订货计划，苏方答应较好，落实也是好的，并同意转让一部分舰艇图纸。初步审定的海军五年建设计划，因斯大林逝世，在付诸实施时苏方态度发生了变化。
三、落实中苏“六四”协定
1953年3月5日，苏联党和国家的主要领导人斯大林逝世。这在当时的社会主义阵营震动甚大，对中国刚刚起步的社会主义建设也带来不小的影响。
斯大林对中国海军建设是支持的。特别是1951年、1952年两年，他为中国人民在抗美援朝中表现出来的国际主义精神、大无畏英雄气概所触动、感染，多次表示，苏联政府要尽一切可能帮助中国建设海军。正是基于这一思想，斯大林主动提出《中国海军五年建设计划》“再扩大一些”，致使军委、海军机关的领导把后来扩大了的海军建设计划称作“斯大林计划”。斯大林逝世后，会不会变化呢？萧劲光心里有点打鼓。
3月7日，周恩来率领代表团前往莫斯科参加吊唁活动。考虑到葬礼结束后将与苏联商谈海、空军装备订货问题，罗舜初参加了代表团。临行前，萧劲光向罗舜初交代：主要应抓紧当时已草拟的第一个五年计划的落实。已经商定的问题，争取很好实现。尚未商定的问题，要争取能定下来。至于下一步订货计划，暂时不必涉及，谈也不会有结果。
葬礼结束，中苏会谈随即开始。会谈几次后，罗舜初于3月12日给萧劲光发回电报，汇报了谈判情况。电报说，苏方态度有变。新上任的领导人马林科夫等人甚至讲不知道有一个由斯大林提议、经苏联方面审定的《中国海军建设五年计划》。几次会谈，他们均表示对中国海军提出的订货有困难。下一步怎么办？
海军建设五年计划，是新中国海军第一个全面的建设计划，它寄托着萧劲光建设海上战斗力的满怀希望。斯大林逝世后苏方在海军订货问题上会有变化，萧劲光有思想准备，但变化如此之大是他没有料到的。由此，他再次看到了购置装备问题的复杂。经慎重思考，他于3月16日给罗舜初回了一长幅电报，具体谈了对几个主要问题的原则意见：“凡是过去商定的问题，仍需提及一番，如一九五二年订货、五年计划实施程序、修复‘重庆’号、派各种专家组、派各项顾问来，以及关于建设造船厂等，尽可能求得解决。”“一切尽量争取现成品、半成品，哪怕是他们用过的，只要还有作战能力和教育作用，总比完全没有好……目前海上斗争情况日趋繁重，干部需要东西训练。日本和台湾正在拿了美国那些过龄的东西加强武装，向我封锁袭击。又要知道，苏联在目前不可能给我们许多新东西，他们最新的最秘密的东西绝不会给我们。”“如果因为某些情况必须改变五年计划的话，请你们一定要掌握重点，加重重点。重点应放在海上力量方面，它就是快艇、飞机、潜艇。此三项不仅不能少，还必须增加，尤其潜艇，再增加一倍不算多。”