Theo báo cáo gửi về Hà Nội của phái đoàn Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, Trưởng đoàn Phạm Văn Đồng nêu rõ ý tưởng giới tuyến quân sự là do phái đoàn Anh khởi xướng. Sau đó, ý tưởng được Pháp và Mỹ ủng hộ. Mỹ cho rằng nên để giới tuyến ở vỹ tuyến 20 còn Pháp cho rằng nên ở vỹ tuyến 16. Cả Pháp và Mỹ đều muốn chia Việt Nam thành hai quốc gia riêng biệt chứ không chỉ dừng lại là giới tuyến quân sự tạm thời.[Về phía Trung Quốc, họ lúc đó đã nắm được ý đồ phá rối hội nghị của Mỹ nhưng cũng ủng hộ quan điểm về chia cắt Việt Nam thành hai quốc gia riêng biệt của các nước phương Tây bất chấp đây là điều Việt Nam Dân chủ Cộng hòa hết sức phản đối.
Ngày 02 tháng 3 năm 1954, trong thư gửi Trung ương Đảng Lao động Việt Nam, Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc đã nêu nội dung: "Nếu muốn đình chiến, tốt nhất nên có một giới tuyến tương đối cố định, có thể bảo đảm được một khu vực tương đối hoàn chỉnh. Trên thực tế, giới tuyến đình chiến hôm nay có thể trở thành ranh giới chia cắt trong tương lai…Đường giới tuyến này càng xuống phía Nam càng tốt. Có thể tham khảo vĩ tuyến 16 độ Bắc"
Khi mới bắt đầu bước vào đàm phán, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa chủ động đưa ra phương án tập kết tại chỗ đối với cả chính trị lẫn quân sự. Tuy nhiên, phía Pháp bác bỏ và yêu cầu phải có tập kết theo ranh giới rõ ràng khiến Việt Nam chuyển sang chủ trương lấy Vĩ tuyến 13, cắt ngang đèo Đại Lãnh giữa Phú Yên và Khánh Hòa, làm giới tuyến quân sự tạm thời bởi Việt Nam có vùng tự do Liên khu V kéo dài từ Quảng Nam vào đến Phú Yên và thời hạn tổng tuyển cử là 6 tháng sau khi ngừng bắn. Giới tuyến quân sự không được coi là biên giới quốc gia. Trước khi đàm phán bắt đầu, Việt Nam Dân chủ Cộng hòa muốn tập kết tại chỗ chứ không cần giới tuyến quân sự tạm thời khi ít nhất 75% diện tích lãnh thổ Việt Nam đang do họ kiểm soát. Hồ Chí Minh và các thuộc cấp nhận định phương án này chắc chắn sẽ bị Pháp phản đối nhưng họ sẽ dùng chiến thắng tại Điện Biên Phủ để buộc Pháp phải chấp nhận tập kết tại chỗ. Trong trường hợp không thành công, họ sẽ chuyển sang phương án ấy vĩ tuyến 13.
Theo phương án thứ hai, Chủ tịch Hồ Chí Minh chỉ đạo lấy vĩ tuyến 13 làm giới tuyến quân sự mặc dù là hợp lý nếu xét trên thực tế và sẽ giúp Việt Nam có được cố đô Huế, cũng như các vị trí chiến lược như Đà Nẵng hay Tây Nguyên (đây sẽ là những bàn đạp chiến lược cho các hoạt động quân sự và hỗ trợ lực lượng chính trị của Việt Minh ở miền Nam) nhưng đây chỉ là điểm khởi đầu để đàm phán, vĩ tuyến 17 là không thể chấp nhận được và phái đoàn sẽ chấp nhận vĩ tuyến 16. Trong trường hợp đàm phán khó khăn, Việt Nam sẽ chấp nhận để Pháp kiểm soát Đà Nẵng và Đường 9 - Khe Sanh để nối Biển Đông với Lào và chấp nhận để Hoàng tộc Huế có quyền tảo mộ hàng năm (do theo phương án này thì Huế sẽ nằm trong vùng kiểm soát của Quân đội Nhân dân Việt Nam).
Hai bên Việt Nam và Pháp ngừng bắn, tập kết chuyển quân và chuyển giao khu vực, lấy vĩ tuyến 17 là giới tuyến quân sự tạm thời cùng với một khu vực phi quân sự hai bên giới tuyến, tập kết chính trị tại chỗ, tập kết dân sự theo nguyên tắc tự nguyện.
Việt Nam sẽ thực hiện thống nhất bằng một cuộc tổng tuyển cử tự do trong cả nước vào tháng 7 năm 1956, dưới sự kiểm soát của ủy ban quốc tế (Ấn Độ, Ba Lan và Canada)
Việt Nam Dân chủ Cộng hòa miễn cưỡng chấp nhận giới tuyến tạm thời dù đã có chiến thắng ở trận Điện Biên Phủ và mục tiêu mà Chủ tịch Hồ Chí Minh đặt ra với đoàn đàm phán Việt Nam Dân chủ Cộng hòa là quyết tâm đạt được điều khoản mà trong đó Việt Nam được thống nhất về mọi mặt. Các nhà sử học Việt Nam cho rằng Việt Nam Dân chủ Cộng hòa chấp nhận đàm phán do đó là thời điểm thuận lợi nhất để đạt được lợi ích tối đa. Tương quan lực lượng Việt Minh - Pháp thật sự không có lợi cho Việt Minh nếu tiếp tục chiến đấu. Điều Việt Minh cần lúc này là tạm hoãn chiến tranh để khôi phục thực lực, sử dụng giải pháp chính trị để giành chiến thắng toàn diện. Đồng thời, khi phái đoàn Việt Nam Dân chủ Cộng hòa sang Liên Xô và Trung Quốc để kêu gọi sự ủng hộ thì hai cường quốc này tuyên bố sẽ ngừng hỗ trợ Việt Nam nếu Việt Nam tiếp tục chiến tranh. Lúc đó, Trung ương Đảng Lao động Việt Nam cũng nhận định: "Kết quả từ Hiệp định đã làm cho lực lượng so sánh giữa ta và địch biến chuyển có lợi cho ta nhưng chưa phải biến chuyển căn bản có tính chất chiến lược". Đặc biệt, cục diện quốc tế lúc đó thực sự bất lợi cho Việt Nam Dân chủ Cộng hòa khi cả Liên Xô và Trung Quốc đều muốn hòa hoãn với phương Tây. Phó Thủ tướng Vũ Khoan, cho rằng chính sự can thiệp của các cường quốc khiến Việt Nam Dân chủ Cộng hòa không thể giành được thắng lợi toàn diện ngay lập tức mà phải tiến từng bước. Điều này cũng lặp lại ở Hội nghị Paris, khi Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa Miền Nam Việt Nam vào năm 1973 mới chỉ giành được chiến thắng chiến lược khi đẩy Mỹ ra khỏi Việt Nam. Tới năm 1975, Việt Nam Cộng hòa mới đầu hàng Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa Miền Nam Việt Nam