但是，当讨论到具体问题的时候，他们就发生了分歧。这次会议主要是研究如何打败德国法西斯，早日结束战争问题。更具体地说，就是如何尽快开辟欧洲第二战场。当时，苏联是抗击德军的主要力量，迫切需要美英在欧洲西部开辟另一条战线，牵制德军，缩短战争时间。斯大林早在1941年就几次要求英国开辟第二战场，却遭到了丘吉尔的拒绝。后来美国和英国国内也掀起了要求开辟第二战场的声浪，两国才制定了代号是“霸王”的战役计划，准备在1944年从法国诺曼底登陆。

现在，德黑兰会议讨论到这个问题，丘吉尔却又把他早就提出的“地中海战略”的主张拿出来，主张英美从地中海进攻意大利，再往巴尔干进军。

斯大林反驳丘吉尔说：“进行地中海战役对打败德军意义不大，巴尔干离德国心脏太远。所以，还是尽快进行‘霸王’战役好。”

丘吉尔思索了一阵，又提出两路并进的办法，实际上还是想把巴尔干作为主要战场。

这时候，连罗斯福也觉察出丘吉尔的用心了。他知道丘吉尔是想从巴尔干打进中欧，不让苏联红军进入奥地利、罗马尼亚和匈牙利。罗斯福并不同意丘吉尔的意见。他说：“如果在地中海登陆作战，就会把战役推迟两三个月，我是不想推迟‘霸王’战役的。”

经过反复争论，最后三国达成了一致协议，在1944年5月，英美将实行“霸王”战役并进攻法国的南部。斯大林也答应同时发动攻势，阻止东线德军西调。苏联还准备在打败德军后，对日本宣战。

德黑兰会议取得的成果是积极的。达成协议以后，三方领导人互相祝贺。罗斯福在一次为庆贺丘吉尔69岁生日的宴会上说：“虹有很多颜色，各不相同，但它们混成一条灿烂夺目的彩练。我们各个国家也是如此。我们有不同的习惯、哲学和生活方式。我们每一个国家都按本国人民的愿望和理想，来拟定我们处理各种事情的计划。可是我们在德黑兰会议上已经证明，我们各国不同的理想是可以汇合成一个和谐的整体，团结一致地为我们自身和全世界的利益而采取行动。所以，当我们离开这次历史性的聚会时，我们能够在天空第一次看见传统的希望象征──彩虹。”