在第一天視察現(xiàn)場后，蒙方便提出要簽署飛機失事的正式文件。

雙方連夜進行談判，但在實質問題上分歧很大，甚至多次發(fā)生激烈地爭執(zhí)，關鍵在于飛機的性質是“軍用”還是“民用”。

安葬遺體后回到溫都爾汗已是下午5時多了，連續(xù)幾天的高度緊張和勞累，大家都感到精疲力竭，需要好好休息一下。但當晚10時左右，蒙方送來他們起草的《現(xiàn)場調(diào)查紀要》，并要求連夜會談。許大使利用沈慶沂和王中遠翻譯文件之機，靠在沙發(fā)上思考兩天來的情況和問題。他感到，蒙方在幫助視察現(xiàn)場和安葬遺體方面是友好的，但在某些方面態(tài)度很強硬。他們雖然不再稱失事飛機是“侵犯”和“入侵”蒙古國境，改用了“進入”二字，但仍強調(diào)飛機是“軍事人員駕駛”，“軍事人員乘坐”，甚至說是為“軍事目的服務”。對方抓住“軍事”不放，顯然是別有用心，想在政治上置我于不利地位。因此在這個問題上是不能讓步的。一定要按照國內(nèi)指示，堅持是我方民航飛機誤入蒙古國境的立場，進行耐心的說理斗爭。主意已定，心情里反而松弛下來，竟不知不覺地睡了過去。凌晨1時文件翻譯完畢，我方人員立即研究，準備了應對方案。

凌晨4時25分，雙方在旅館開始正式會談。許大使首先對蒙古政府提供的合作表示感謝，接著對《現(xiàn)場調(diào)查紀要》提出修改意見：

1.提議把序言中的“中華人民共和國飛機于1971年9月13日2時左右進入蒙古人民共和國國境”改為“中國民航飛機由于迷失方向誤入蒙古國境”。

2.針對紀要第一條在記述飛機殘骸時，只講有中國國旗和256號機尾，而不講標有“中國民航”字樣的機翼，應標明機翼上有“民航”二字。

3.針對紀要第七條記敘死者遺物，得出“失事飛機是中國人民解放軍人員使用的”和“死者都是軍事人員”的結論，提議改為“這架中國民航256號飛機載有中國軍事人員，也載有非軍事人員”。

大使發(fā)言后，蒙方建議休會10分鐘。然而以后蒙方卻遲遲不來復會。大使利用這個時間習慣地打開收音機，此時外電報道，中國關閉了所有機場，禁止所有飛機起飛。他馬上聯(lián)想到這一驚人的新聞很可能與這架失事飛機有關，這更讓他感到問題的嚴重和復雜。這時沈慶沂發(fā)現(xiàn)，蒙方人員匆匆往郵電局跑，很可能是急于向上級請示。許大使考慮形勢緊迫，此地不宜久留，要盡快回使館向國內(nèi)匯報情況。他讓孫一先通告蒙方，鑒于我國國慶22周年臨近，大使要在今天趕回烏蘭巴托主持館務，建議雙方回烏蘭巴托后繼續(xù)會談。

在蒙方要求下，上午10時15分繼續(xù)復會。桑加上校對許大使提出的修改意見逐條駁回。他認為沒有證據(jù)表明中國飛機是由于迷失方向誤入蒙古國境的，“因為死者都穿軍裝，并帶有槍支”，我方堅持飛機上那個女性是非軍人，現(xiàn)場還有她一雙白皮鞋。而且“文革”期間，我國民航均由空軍管理（蒙古民航也是由空軍管理），不能以軍人駕機就片面認為是軍用飛機。由于雙方立場不同，唇槍舌劍非常緊張，談判陷入僵局。談判在溫都爾汗進行了五輪，但最終沒有達成一致意見。最后蒙方不顧中方堅決反對，單方簽定了《現(xiàn)場調(diào)查紀要》和《安葬紀要》。一場夜以繼日的緊張談判不歡而散。這時中國使館打來長途，讓許大使速返烏市，想必國內(nèi)急于得到飛機失事的情況。下午6時，雙方悻悻登機返回烏蘭巴托。

事后回想起來，蒙方強調(diào)“軍用”二字不是沒有道理的。但由于當時國內(nèi)沒有講明飛機性質和其他更多情況，只是告知飛機因迷失方向誤入蒙古領空，駐外機構必須按上級指示和口徑辦事；同時蒙方一再強調(diào)飛機是“在沒有外來影響下，由于自身不明原因墜毀”，似乎在有意躲閃什么。加之不久前，蘇聯(lián)以間諜偵察為名，在某軍事敏感區(qū)上空將一架他國民航客機擊落，這就加重了我方對飛機墜毀原因的懷疑，在實地勘察中也偏重這方面調(diào)查；關于飛機上的“黑匣子”我們沒有提出索要，這是非常遺憾的。我使館人員當時沒有這方面常識，國內(nèi)也沒有這方面的要求。其實早在許大使到達失事現(xiàn)場之前，“黑匣子”和飛機上的一個發(fā)動機已被蘇聯(lián)人取走了。

就在許大使離開現(xiàn)場不久，蘇聯(lián)國家安全委員會（克格勃）又來到墜機現(xiàn)場，挖開墓穴，割下林彪和葉群的頭顱，架起大鍋煮燙去皮后帶回莫斯科（蘇聯(lián)保存有林彪1938—1941年在莫斯科治病的詳細病歷）。

回到烏蘭巴托后，許大使立即向外交部做了匯報，根據(jù)國內(nèi)指示就尸體和遺物索要工作繼續(xù)與蒙方交涉。中方急切的態(tài)度引起了蒙方的疑心，蒙方要求中方提供死者的姓名和身份。為了防止蒙方要價，許大使奉命停止了外交交涉，并派孫一先帶著有關資料返回國內(nèi)匯報。