博弈的一方必须主动通过可信的承诺向另一方表示合作的善意，如此才有可能使合作成为多次博弈的均衡解。
一次性的“囚徒困境”在现实生活当中很少达到如此两难的境地，无论在自然界还是在人类社会，“合作”都是一种随处可见的现象。比如欧佩克石油输出国组织，（简称OPEC）的成立，本身就是要限制各石油生产国的产量，以保持石油价格，以便获取利润，是合作的产物。OPEC之所以能够成立，各组织成员国之间之所以能够合作，是因为“囚徒困境”如果是一次性博弈的话，基于个人利益最大化，只会有相互背叛的可能，但如果是多次博弈，人们就有了合作的可能性，“囚徒困境”就有可能破解，合作就有可能达成。
但合作的可能性不是必然性。博弈论的研究表明，要想使合作成为多次博弈的均衡解，博弈的一方（最好是实力更强的一方）必须主动通过可信的承诺，向另一方表示合作的善意，努力把这个善意表达清楚，并传达出去。如果该困境同时涉及多个对手，则要在博弈对手中形成声誉，并用心地维护这个声誉。这里“可信的承诺”并不是什么空口诺言，而是实实在在的付出。所以合作是非常困难的。所以OPEC组织经常会有成员国不遵守组织的协定，私自增加石油产量。每个成员国都这样想，只要他们不增加产量，我增加一点点产量对价格没什么影响，结果每个国家都增加产量，造成石油价格下跌，大家的利润都受到损失。当然，一些产量增加较少的国家损失更多，于是也更加大量生产，造成价格进一步下降。结果，陷入一个困境：大家都增加产量，价格下跌，大家再增加产量，价格再下跌……
理论上，几乎所有的基于利益合作的同盟都会遭到失败，原因就在于其协定（类似囚犯的攻守同盟）没有成员有兴趣遵守。那么是不是不可能有合作成功了？理论上，如果是无限期的合作，双方考虑长远利益，他们的合作是会成功的。但只要是有限次数的合作，合作就不会成功。比如合作10次，那么在第9次博弈参与人就会采取不合作态度，因为大家都想趁最后一次机会捞一把，反正以后我也不会跟你合作了。但是大家料到第9次会出现不合作，那么就很可能在第8次就采取不合作的态度。第8次不合作会使大家在第7次就不合作……一直到，从第1次开始大家都不会采取合作态度。
一个一次性的博弈没有办法令双方达成互惠合作。只有在一种持续的关系中才能够体现惩罚的力度，并因此成为合作的激励。合作破裂自然就会付出代价，这一代价会以日后利润损失的形式出现。假如这个代价足够大，作弊就会受阻，合作就会继续。
当石油输出国组织的国家体会到它们的困境后，便会达成一致的协议说：大家都应该减少油的产量。不过，石油输出国组织的每个成员却是各怀鬼胎。假如其他国家都降低了本身的产油量，那么作弊的国家如果生产大量的原油，就能得到世界油价上涨的好处。
在这种情况下，石油输出国组织的成员便形成了没有明显最后一次的重复囚徒困境博弈。无论就哪一次来说，作弊都符合各个国家的利益。某个国家这次之所以没有作弊，是因为假如它被抓到，以后其他国家就会接二连三地作弊，最终吃亏的还是自己。