1953年初，中美两国进行的一场重大较量——朝鲜战争刚刚结束，美国从失败中看到了新中国的力量。一方面它不甘心失败，便以日本为其东方的主要战略基地，武装台湾，插足越南，加紧控制中国周边国家；另一方面它又急欲从亚洲的被动局面中解脱出来，重新掌握主动，在这样的背景下，苏联于1954年2月在柏林苏、美、英、法四国外长会议上提议召开谋求和平解决朝鲜问题和恢复印度支那和平问题的日内瓦会议。在谈判和斗争之后，这个提议得以实现。中国与苏、美、英、法并列，作为五大国之一出席会议。
尽管美国坚持在公报中写明，中国参加并不含有对我国外交承认的意思，但实际上这是新中国成立以来，首次以大国身份参加国际会议，也是新中国在国际事务中发挥重要作用的一个转折点。事实证明。尽管美国十分惧怕中国在国际事务中发言，但它无法阻挡新中国像巨人一样登上国际舞台的步伐。
1.中国代表团秘书长
党中央对这次日内瓦会议十分重视。4月19日，中国政府正式任命周恩来为出席日内瓦会议代表团的首席代表，王炳南担任代表团秘书长，负责处理代表团的行政事务。中央指示，要“加强外交和国际活动，以破坏美国的封锁禁运、扩军备战的政策，以促进国际紧张局势的缓和”，并且要尽一切努力达成某些协议，“以利于打开经过大国协商解决国际争端的道路。”
周恩来为开好这次会议可谓殚精竭虑。他一再指示，要通过这次会议打开我国的外交局面，使更多的国家了解新中国。当时，几个大国的代表团都十分庞大。王炳南便向总理建议，这是新中国成立后第一次参加这样重大的国际会议，也要多去一些人，包括各方面人士和专家。一则为了应付各方面工作，便于同与会各国广泛交往，深入接触；二则让更多的同志走出去，扩大见识，同时也可显示新中国强大的外交力量。
周总理听后高兴地说：“炳南，你这个提议很好。”他便委托王炳南筹备这个代表团，提出成员名单，制订代表团的制度和纪律，准备会议涉及的各方面问题的资料以及置装等等。
说到置装，后来还发生了一件非常有趣的事。当时，王炳南认为中国代表团成员的服装要庄重、严肃，就选择了一种黑色面料，为每个代表做了一套中山装。后来，当中国代表团成员穿着这套服装出现在日内瓦大街上时，路上行人都恭敬地立定，向他们脱帽致敬。原来，在瑞士，牧师是穿黑色衣服的，因而很多人误以为他们是传教的牧师。不过，瑞士人民对中国非常友好，只要得知是中国代表，他们便热情相待，笑脸相迎。
为了开好这次会议，王炳南夜以继日地做好各项准备工作，光是送到他那里去的资料，就铺了楼上一地。遵照总理的指示，他把工作人员按专业分成若干组，开了好几次会，有时还要找个别人谈话，实在是忙得不亦乐乎。临出发前，总理召集了代表团成员全体会议。他指出，任何人不论职务高低都要遵守代表团的制度和纪律，不得违反，总理还特意让王炳南找两个有特长的名厨师，以便在会议期间请客交朋友。
王炳南率领先遣队先期到达日内瓦，安排总理和代表团的住宿和安全问题，并了解会议具体日程和注意事项。经过友好人士的介绍以及中国驻瑞士总领事温鹏久的帮助，王炳南在距日内瓦市只有7公里的韦尔苏瓦租了一幢大别墅，备有漂亮的花园，另外还包了一家饭店的一层楼。他们风趣地称这幢别墅为“华山大别墅”，从国内运去的珍贵古玩和家具装点着这幢别墅的贵宾室和走廊，这也是为了适应国际舞台中的气氛。
2.周恩来成了西方媒体的宣传中心
4月24日，周恩来率领我国代表团一行乘专机抵达日内瓦。当周恩来矫健的身影出现在机舱门口时，人群中一阵骚动，他端庄的风采和潇洒的举止成为记者们抢拍的镜头。新中国第一次派出的二百多人的大型代表团，一度成为西方新闻界报道的中心。
26日，日内瓦会议在国联大厦隆重开幕。会议分两个阶段，第一阶段讨论朝鲜问题，第二阶段举行关于印度支那问题的限期性会议。整个会议期间，东西方的对立非常鲜明。苏、中、朝、越作为一方，表现得非常团结，在关键问题上与以美为首的西方国家针锋相对。
在朝鲜问题上，朝鲜代表要求：六个月内撤退外国军队、全国举行自由选举、恢复朝鲜的和平统一。然而，美国提出要由联合国统一朝鲜的决议，实质上就是企图无限期地占领南朝鲜。美国的顽固态度使会议迟迟不能达成协议。最后，周总理提出日内瓦与会国家“将继续努力以期在建立统一、独立和民主的朝鲜国家的基础上达成和平解决朝鲜问题的协议”以及关于由有关国家另行商定恢复适当谈判的时间和地点的建议。这个合情合理的提议在会上未遭致其他人反对，惟有美国代表出面阻挠，拒绝接受。这样，历时51天的关于朝鲜问题的讨论以未达成任何协议而告结束。
关于印支问题的讨论原比朝鲜问题复杂得多。印支三国人民的武装抵抗使法国侵略者在此战场上泥足深陷，它迫切想从印支脱身，而美国却想趁机介人，形势是复杂的。然而，会议初期5月7日的越南奠边府大捷却使形势为之一变——法国政府如丧考妣，印支一方却信心大增，印支问题有了取得协议的可能。经过多方努力，最后与会各国终于达成一项协议，保证了印支三国的独立、领土完整和统一。对于中国代表团付出努力，越南劳动党中央曾打电报给中共中央，对中国“在日内瓦的外交斗争中”给予越南的“全面的帮助”，表示“诚挚的感谢。”
会议期间，周恩来经常在“华山大别墅”宴请各国代表团。除苏联外长莫洛托夫外，还宴请了英国外交大臣艾登，艾登请总理在当时印的菜单上签名，留作珍贵的纪念。80年代初，艾登的遗孀访华时，还特地带来了那份菜单。被宴请的客人还有定居瑞士的世界著名电影明星卓别林夫妇。当时在席间，周总理、王炳南和卓别林谈得非常热闹，卓别林特别喜欢中国的茅台酒，对中国菜的美味也大加称赞。总理因而对王炳南挑选的两位掌勺的大师傅也非常满意，他称赞道：“你们对日内瓦会议作出了应有的贡献。”
作为著名的风景区，日内瓦有“世界公园”之美称，参加会议的所有代表团都找机会去游山玩水，惟有周恩来总理与众不同，休息日也不见他出来游玩。王炳南担心总理的身体，便劝道：“总理，别太紧张了，出去散散步吧。”总理亲切地说：“多做点工作吧，再说我们要考虑对外影响。我们这个代表团是受毛主席、党中央的委托，第一次带着全国人民的希望，为了争取世界和平而来的，不是来游玩的，不能那样做。”每逢这时，王炳南对总理的感情总是又敬佩又忧虑，这种复杂的情感使他在工作中更加勤勤恳恳，尽心尽力。
3.牵线搭桥广交朋友
日内瓦会议证明，任何国际争端都是可通过协商讨论得以解决的，这是我国在外交斗争中始终坚持的一个观点，可以说，中美大使级会谈的产生也是源于这样的指导思想。
日内瓦会议，会上是斗争的场合，通常是各国代表读自己的发言稿，发表官方的意见；会下则是互相沟通情况，促进了解，在某些问题上取得默契的渠道。通过这种方式，王炳南交游甚广的优势便充分显现出来了。在参加会议的各国代表团中，王炳南认识很多代表，如法国代表团副团长肖维尔，亚洲司长亚克鲁，加拿大代表团的朗宁等，都是他的老朋友。只要他认识的，他都一一介绍给总理，法国外长皮杜尔就是在这次会议上经王炳南介绍与总理认识的。这种会下私交朋友的方式比较灵活、随意，很多内情往往是在酒吧间聊天时吐露出来的。
4.“意外收获”打破中美僵局
会议初期，莫洛托夫告诉中国代表说，在私下交谈时，美国代表团副团长、美国副国务卿史密斯流露出一种批评美国政府的看法，认为美对华的敌对政策是不现实的。如此重要的人物有如此观点，在当时是颇受重视的。其时中美关系十分紧张，尖锐对立，存在于中美代表团之间的气氛极不友好。美国国务卿杜勒斯甚至下令，不许美国代表团成员同中国代表团成员握手。但莫洛托夫提供的信息使中国代表团认识到，美国官员并非铁板一块。王炳南说：“只要观察敏锐，考虑仔细，就能抓住机会做工作。”
会议快要结束了，有一天，王炳南等人聚在酒吧间里喝茶。这时，史密斯端着酒，走过来，主动找总理的翻译浦寿昌攀谈，这在两个敌对的代表团之间是不寻常的。王炳南对史密斯这一举动很重视，回去后向总理作了汇报。总理说：“好啊，既然史密斯愿意而且敢于同我们接触，那明天休息时，我也找他谈谈。”
第二天休息时，王炳南一直在观察，寻找机会让总理和史密斯直接交谈。当他发现史密斯一个人走向柜台去喝咖啡时，便赶紧把总理引到那里去。史密斯这时左手拿着雪茄，看见总理向他走来并向他伸出手时，他急忙用右手去端咖啡，这样就无法握手了。他笑容可掬地和总理打招呼，并客客气气地聊了一阵子。到会议结束的最后一天，又是休息时，总理正和别人聊天，史密斯微笑着主动凑上来同总理交谈。他说：“会议即将结束，能够在这里与你认识，我感到非常荣幸和高兴。你们在这次会议上发挥了很大的作用。我们希望不管朝鲜也好，越南也好，都能恢复和平。”说完，他抓住总理的胳臂摇晃了几下，笑眯眯地走开了。王炳南发现，聪明的史密斯不仅遵守了杜勒斯的纪律，同时又用摇胳臂的方式表达了他对总理的钦佩。
可以看出，在当时对立的中美关系中，任何一点接触都是多么敏感。但是，会议期间，美国有一桩心事要了，那就是办理美国朝鲜战俘和美国在华被押人员问题，美国极力想通过第三方来促成此事。
得到这个消息后，周总理连夜召集王炳南等人商量对策。周总理认为我们不应拒绝与美国接触。在中美关系如此紧张的条件下，我们可以抓住美国急于要求在华的被押人员获释的愿望，开辟接触的渠道。王炳南对总理这个明智果断的决策当场表示赞同，他派人委托“第三者”英国代办转告美国，有关中美双方的问题可以由在日内瓦的中、美代表团进行直接接触。美国同意了直接会谈，在经过周密考虑后，它派出美国驻捷克斯洛伐克大使约翰逊为代表，因为他曾经参加过朝鲜停战的板门店谈判，熟悉中国情况，经验颇丰，脑瓜也颇敏捷。总理请示中央后，指定王炳南为中方代表，宦乡、柯柏年等同志也协助参加谈判。
6月5日，中美双方举行了第一次会议。会议在一间只有几套沙发的会客室里进行，气氛比较轻松，双方没有恶语相讦。老练的约翰逊提出会议时双方不作速记记录，这样交谈可更富有探讨性，也要少一些拘束。中方同意了，并确定6月10日举行第二次会议。
第三次会议是在6月15日。中方代表首先答复了第二次会议中美方提出的问题。中方代表说，中方同意因犯罪而扣押的美国侨民和军事人员通过中国红十字会与他们的家属通信，他们的家属也可邮寄小包裹。中国政府是按他们所犯的罪来量刑的。若表现好，可考虑减刑或提前释放。
接着，中方代表又要求美国政府“立即停止扣留中国留学生，并恢复他们随时离开美国返回中国的权利。至于居留在美国的中国侨民，也同样享有随时回国的权利。”然而，美方的态度十分顽固，它只想在会议中得到它想得到的，因而，约翰逊拒绝了中方的建议。
后来，在7月16日和21日，双方派联络员又接触了两次，互相审核了各自提交的名单。中方向美国提出六名已获准出境的在华美侨的名单，美国代表对此用外交辞令表示了感谢，但他们没有进一步提供有关在美的中国侨民和留学生的新情况，并再次拒绝了中方在前几次会谈中提到了关于第三国代管双方侨民利益的建议。
不难看出，日内瓦会谈中，由于周恩来的具体指导和王炳南等人的切实努力，中方态度是积极主动的，也通情达理地处理了一些问题，表现出中国外交斗争既灵活又坚持原则的特点；而美方由于政策僵硬，而且固执得不留一点余地，常常把自己推到了被动的位置。双方的这种态度和立场在以后的大使级会谈中也一再表现出来。
王炳南把日内瓦会议上中美双方代表的接触、会谈视为“意外的收获”，因为它“意外地在中美之间的巨大鸿沟上架设了一座中、美官员接触的桥梁”。这次会谈是今后十五年大使级会谈的前奏。这个前奏一旦开始，就连美国的“反共先锋”杜勒斯也不愿再关死大门了。中国也愿意留一条门缝，以便更好地观察美国，并在没有正式外交途径的情况下打开一条表达意见的通道。看好时机，掌握主动，把准分寸，这正是中国外交艺术的特色。
日内瓦走一遭，又一次与总理并肩作战，王炳南感到自己所有的精心准备都未付诸东流，相反，他还从中感悟甚多，这次“意外的收获”给他上了生动的一课。他在日记中写道：“每一个外交家往往是这种情形，他很走运，但幸福离他很近地拂过去。巧妙的外交家与笨拙的外交家之间的不同点在于：前者能够及时抓到由身边飞过的幸运女神的衣襟，而后者则一定忽略。”