经过马拉松式的艰难谈判，本应12月18日闭幕的会议延迟到19日，于哥本哈根当地时间19日下午，联合国气候变化大会在达成不具法律约束力的《哥本哈根协议》后闭幕。当天下午，国务院总理温家宝乘专机回到北京。

　　从12月16日起，包括温家宝总理在内的各国首脑，先后抵达哥本哈根。温家宝总理一到哥本哈根，就迅速和中、印、巴西、南非“基础四国”领导人和小岛屿国家及最不发达国家的首脑和代表见面，希望能推动谈判的进展。

　　据英国《金融时报》19日报道，不少外国记者一直很关心中国总理温家宝的行踪：“有没有中国代表团的内幕消息？温总理还在哥本哈根吗？”在谈判桌上，美国一直攻击中国温室气体减缓行动不够透明，试图将战火引向中国。温家宝在哥本哈根的演讲中做出了积极回应，表示中国将“改进减排信息的披露方式，增加透明度，积极开展国际交流、对话与合作”。

　　一些外媒认为，哥本哈根会议18日最精彩的过程，是美国总统奥巴马与中国国务院总理温家宝前所未见的“交峰”。奥巴马坚持中国承诺的减排必须接受国际监督，宣称如无国际监督，“任何协议将只是纸上空谈”。奥巴马的强硬作风，使中方领导人不满。中方强调中国的减排目标为自愿性质，不接受“三可原则”，也不接受变相的“三可”。“三可原则”是国际气候问题谈判专家所说的“ＭＲＶ”，即对温室气体排放要可测量（Ｍｅａｓｕｒｅａｂｌｅ），可报告（Ｒｅｐｏｒｔａｂｌｅ），可检验（Ｖｅｒｉｆｉａｂｌｅ）。中国政府在这个问题上的立场是，除非是发达国家出了钱和技术的减排项目，才能够“三可”。中国认为所谓“三可原则”混淆了发达国家和发展中国家的区别，没有分清谁是气候变化问题的制造者和受害者。不过，双方经过外交努力，积极消除彼此的分歧。

　　丹麦哥本哈根气候大会五国领导人（“基础四国”和美国）18日的谈判，也有一段戏剧性的插曲。18日傍晚正当温家宝总理与印度、南非、巴西3国领导人，开会协调立场之际，美国总统奥巴马不请自来闯进了会场，于是开展了5国的商讨，并最终取得共识。奥巴马政府一名高级官员其后透露，由于奥巴马希望与4国领导人会面，恰好4人正举行会谈，奥巴马认为是一个良机，所以决定加入会议。

　　为了最后达成全体协议，哥本哈根展开了“加时赛”。本应18日闭幕的会议延迟到19日，各国仍然在就草案细节进行讨论。19日下午才终于达成不具法律约束力的《哥本哈根协议》。《哥本哈根协议》重申全球气温上升幅度不得多于2摄氏度的目标。该协议并没有法律约束力，但要求各国在一年之内，签署有法律约束力的文件，在2012年后取代《京都议定书》。发达国家同意在2020年前，每年集资1000亿美元，协助穷国应对气候变化。而未来3年，发达国家将先提供300亿美元，其中欧盟出资106亿美元、日本110亿美元，美国36亿美元。各国须在明年1月前，各自提出其减排计划，美国表明其减排计划还在考虑之中，欧盟称其减排计划需经议会通过。另外，协议用了很长篇幅，论述发展中国家汇报减排进展的责任，其中包括每两年向联合国提交报告，需要接受国际监察，但不会损害国家主权。