1999年5月9日凌晨，中国政府处理使馆事件专门小组乘专机离开北京，前往贝尔格莱德。此后，中方向美方据理施压、坚持追查事件真相，并与美方就赔偿协议反复交锋、展开谈判，直至美方做出正式道歉、落实赔偿款项。中方在使馆遭重型炸弹袭击后，做出一系列强烈反应，其激烈程度令美方始料未及。13日，克林顿总统在白宫会见中国驻美国大使李肇星，并在李大使专门带去的使馆吊唁簿上留言：“对死难者表示深切哀悼，对其家属和中国人民表示真诚的歉意。江主席于14日同克林顿总统通了电话。克林顿说道，“主席先生，我愿对发生在贝尔格莱德的悲剧表示由衷的道歉，尤其是向受伤人员和遇难者的家属表示慰问。我保证查清事件发生的原因，并尽快让中国人民了解事实真相”。克林顿反复强调，美中关系非常重要，他将尽最大努力处理好这场“悲剧”，使两国关系恢复正常发展。
6月16日，美国总统特使托马斯·皮克林来华，向中国政府报告美国政府对轰炸我使馆事件的调查结果。皮克林反复说，美方绝非故意轰炸中国使馆。唐家璇外长当场指出，美方的说法是难以令人信服的，中国政府和人民不能接受的。
2000年4月8日，皮克林代表美国政府在华盛顿，向李肇星大使通报美方对“炸馆事件”的责任调查结果时，仍重复那些老套说法。对此，中方再次向美方表明中国政府的立场，强烈要求美国政府对美国轰炸中国使馆事件切实进行全面彻底的调查，严惩肇事者，给中国政府和人民一个满意的交代。
自1999年7月15日起，中美双方代表在北京就我国驻南联盟大使馆被炸索赔案进行谈判。这是新中国成立以来首例直接针对外国政府的索赔案件。
中美双方共进行了五轮谈判，每轮谈判都十分艰苦。中方代表团以充分有力的法律依据为武器，牢牢把握谈判的主动权，迫使美方在谈判中始终都不得不采取低姿态。
第一轮和第二轮谈判分别于1999年7月15日至16日和7月18日至30日在北京举行，并于7月30日就中方人员伤亡和个人损失的赔偿达成协议。双方还商定将就解决中方财产损失继续谈判。
8月，美方按协议支付了中方伤亡人员赔偿金450万美元，由中国政府直接分付给三位烈士家属和受伤人员。 其后，双方又就中方财产损失进行三轮谈判，并于12月就此问题达成协议。协议达成后，中方多次敦促美方切实履行承诺，尽快落实赔偿款项。
2001年1月17日，美政府最终向中国政府支付了轰炸中国驻南联盟大使馆财产损失赔偿金2800万美元。
参考资料：http://news.sina.com.cn/c/2009-12-13/105216765361s.shtml