随着美俄蜜月期的结束，美国的导弹防御能力建设再度困扰美俄关系。美俄围绕美国导弹防御能力建设展开了较长时间的谈判。美俄谈判的核心议题是：冷战结束后，《反导条约》是否应该继续存在下去；如何区分战区导弹防御系统（TMD）和国家导弹防御系统（NMD）；是否修改《反导条约》以允许美国部署国家导弹防御系统等。经过艰苦谈判，双方在1997年大致在区分低层战区导弹防御系统和高层战区导弹防御系统问题上达成了妥协，但双方有关《反导条约》的争议始终没有解决。
美俄在地区问题上的分歧逐渐增加，这包括美国反对俄罗斯向印度提供火箭引擎及其技术、俄罗斯向伊朗提供核潜艇、俄罗斯从波罗的海撤出军队、北约以军事力量介入南斯拉夫危机等，但真正深刻影响美俄关系转型的是北约东扩。
冷战临近结束之时，华沙条约组织宣布解散，但与之相对的北大西洋公约组织并没有随着冷战的结束而宣布解散。自1992年起，波兰等东欧国家相继提出加入北约的请求，克林顿政府积极推动北约东扩，1996年北约公布东扩计划研究报告，并在次年决定首批接纳波兰、捷克和匈牙利加入北约，1999年三国正式成为北约新成员国。虽然美国协同北约国家试图建构以北约为轴心的地区安全架构，并采取了一些措施缓解俄罗斯的忧虑，包括1994年1月北约通过中东欧国家以及俄罗斯建立和平伙伴关系的计划，俄罗斯后来加入北约和平伙伴计划，但仍然极力反对北约东扩；克林顿政府还邀请俄罗斯加入了七国集团。但是，北约东扩所涉的国家为前华约成员国，所涉及的地区属于俄罗斯的“势力范围”。北约东扩本身相当于给俄罗斯释放了非常消极的信号，即北约仍然没有改变防范俄罗斯的核心本质，并且开始蚕食俄罗斯的地缘战略空间。1999年4月，俄罗斯拒绝出席北约成员国以及和平伙伴关系计划的国家首脑会议，并对北约轰炸南联盟提出了强烈抗议。
从苏联解体、俄罗斯独立到叶利钦主政时期结束，这是美俄关系从冷战时期到冷战结束后的过渡阶段，这一时期与老布什政府执政后期以及克林顿总统的两个任期大致重叠。冷战结束之初，美俄均有意实现双边关系的转型，但短暂蜜月期结束后，美俄在进行有限合作的同时，双边关系中的对抗色彩逐渐萌芽。
美俄关系从“冷和平”走向“新”冷战：2001～2016
在1991年到1992年、1993年到2000年两个阶段，美俄均有重构双边关系的意愿和尝试，但彼此认知错位和博弈惯性导致叶利钦时代的美俄关系从蜜月期进入有限合作和节制对抗的阶段。随着普京总统接掌俄罗斯，美俄关系逐渐回归战略博弈时期，双边关系中的冷战要素渐次呈现，在奥巴马总统两个任期结束的时候，美俄关系已经呈现出滑向“新”冷战的态势。
