Tháng 12/1985, Triều Tiên chịu sức ép của Liên Xô phải tham gia Hiệp ước không phổ biến hạt nhân, nhưng không hoàn tất thỏa thuận bảo đảm với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA).
Năm 1992, hai miền Triều Tiên ký Tuyên bố chung về phi hạt nhân trên Bán đảo Triều Tiên.
Theo đó, Triều Tiên đồng ý để IAEA giám sát.
Tháng 2/1993, các chuyên gia giám sát của IAEA phát hiện nhiều khác thường trong các hoạt động hạt nhân mà Triều Tiên báo cáo.
Một số thông tin cho thấy Triều Tiên đã tái chế đủ plutoni để sản xuất 1 hoặc 2 vũ khí hạt nhân.
Đáp lại yêu cầu “giám sát đặc biệt” đối với các cơ sở đáng ngờ, Triều Tiên tuyên bố rút khỏi Hiệp định, nhưng “treo” quyết định này vì các cuộc đối thoại hạt nhân song phương với Mỹ vừa bắt đầu.
Đợt đàm phán này nhanh chóng bế tắc, khiến các nhà làm chính sách Mỹ cân nhắc thúc đẩy trừng phạt quốc tế hoặc tấn công quân sự.
Cựu Tổng thống Jimmy Carter thăm Bình Nhưỡng vào tháng 4/1994, đề xuất với Chủ tịch Kim Nhật Thành về việc nối lại đối thoại. Các cuộc đối thoại vẫn được tiếp tục sau khi Chủ tịch Kim Nhật Thành qua đời vào tháng 7 năm đó. Kết quả là hai bên ký Khung Thỏa thuận vào tháng 10/1994.
Theo khung này, Triều Tiên đồng ý dừng các hoạt động ở cơ sở hạt nhân Yongbyon và dừng xây dựng lò phản ứng mới như kế hoạch. Đổi lại, Mỹ đồng ý lập ra một tổ chức (Cơ quan phát triển Năng lượng bán đảo Triều Tiên - KEDO) để cung cấp dầu đốt và xây 2 lò phản ứng hạt nhân nước nhẹ ở Triều Tiên.
Trước khi hoàn thành 2 lò phản ứng này, Triều Tiên phải tuân thủ hoàn toàn nghĩa vụ đối với IAEA và chuyển các thanh nhiên liệu cấp độ plutoni ra khỏi đất nước. Mục 2 của Khung thỏa thuận vạch ra những bước nhằm tiến tới “bình thường hóa hoàn toàn quan hệ chính trị và kinh tế” giữa Mỹ và Triều Tiên.
Tuy nhiên, việc triển khai Khung Thỏa thuận không diễn ra suôn sẻ. Triều Tiên dừng các hoạt động ở địa điểm hạt nhân Yongbyon nhưng vẫn bị cho là ngầm nâng cấp công nghệ làm giàu uranium – giai đoạn 2 của quá trình chế tạo vũ khí hạt nhân.
Căng thẳng quân sự trên Bán đảo Triều Tiên vẫn tiếp diễn dù Khung Thỏa thuận đã được ký: tháng 12/1995, Triều Tiên bắn hạ một trực thăng Mỹ bay lạc vào không phận Triều Tiên; năm 1996, một tàu ngầm giám sát của Triều Tiên đi vào lãnh thổ Hàn Quốc.
Dù Mỹ cuối cùng vẫn hỗ trợ số nhiên liệu trị giá 400 triệu USD cho Triều Tiên trong thời gian từ 1995 đến 2002, việc Quốc hội Mỹ miễn cưỡng rót tiền cho các chuyến tàu chở dầu đến Triều Tiên như quy định trong Khung Thỏa thuận khiến quá trình vận chuyển bị chậm trễ.
Hoạt động xây dựng lò phản ứng nước nhẹ của KEDO ở Triều Tiên cũng tiến triển chậm chạp. Ngoài ra, hai bên không lập các ban lợi ích ở thủ đô của nhau như đã vạch ra trong Khung Thỏa thuận và cũng không đạt được mấy tiến triển để tiến tới việc bình thường hóa quan hệ ngoại giao.
Sau khi Khung Thỏa thuận được ký kết, chương trình phát triển tên lửa của Triều Tiên vẫn rất mạnh.
Trong hai đợt đàm phán vào tháng 4/1996 và tháng 6/1997, Mỹ ép Triều Tiên ngừng bán các bộ phận tên lửa và công nghệ liên quan ra nước ngoài. Đáp lại, Triều Tiên đòi Mỹ bồi thường doanh thu thiệt hại mà họ phải chịu khi ngừng bán công nghệ tên lửa. Vì thế, các cuộc đàm phán lại bế tắc.
Đến tháng 8/1998, Triều Tiên phóng một vệ tinh vào quỹ đạo bằng tên lửa Taepodong-1, đánh dấu việc Bình Nhưỡng lần đầu tiên sử dụng công nghệ tên lửa tầm xa.
Trước những lo ngại về nguy cơ tên lửa từ Triều Tiên, những tiết lộ về việc Triều Tiên giấu kín cơ sở hạt nhân Kumchang-ri và Khung Thỏa thuận được triển khai chậm chạp, chính quyền của Tổng thống Bill Clinton cử cựu Bộ trưởng Quốc phòng William Perry đánh giá lại toàn diện về chính sách của Mỹ đối với Triều Tiên.
“Báo cáo Perry” được đưa ra sau đó kêu gọi “cách tiếp cận tích hợp và toàn diện đối với các chương trình vũ khí hạt nhân và tên lửa đạn đạo của Triều Tiên” và thương lượng với Triều Tiên, phối hợp hợp với Nhật Bản và Hàn Quốc. Nếu cách này thất bại, báo cáo cho rằng cần chuyển sang cách khác là “kiềm chế mối đe dọa mà chúng ta không thể xóa bỏ thông qua đàm phán”.
Tháng 5/1999, một nhóm của Bộ Ngoại giao Mỹ được phép thăm cơ sở Kumchang-ri và kết luận rằng các hoạt động ở đó không vi phạm Khung Thỏa thuận.
Nhiều tháng sau đó, cuộc đàm phán về chương trình tên lửa của Triều Tiên được sắp xếp. Bình Nhưỡng đồng ý với một lệnh cấm thử tên lửa để đổi lấy việc Washington dỡ bỏ một phần các biện pháp trừng phạt kinh tế. Tuy nhiên, lệnh này không cấm Triều Tiên bán tên lửa ra nước ngoài, một hoạt động đang diễn ra mạnh mẽ trong thời gian đó.
Trong một chuyến thăm Mỹ vào tháng 10/2000, Phó thống tướng Jo Myong Rok, một quan chức cấp cao của Triều Tiên, tái khẳng định lệnh cấm tên lửa và đồng ý đưa ra Thông cáo chung để cải thiện quan hệ song phương.
Không lâu sau đó, Ngoại trưởng Mỹ Madeline Albright sang thăm Bình Nhưỡng để gặp nhà lãnh đạo Triều tiên Kim Chính Nhật (Kim Jong Il). Tuy nhiên, các cuộc đàm phán song phương về tên lửa không thể kết thúc trong thời của chính quyền Clinton.
