علی رغم پذیرش تعلیق کوتاه مدت از سوی ایران، در ۹ آذر ۱۳۸۳ ، شورای حکام قطعنامه­ای علیه ایران صادر کرد که طی آن بر تعلیق دائمی غنی سازی اورانیوم علی رغم مفاد موافقت نامه پاریس تأکید کرده و نیز امضاء پروتکل الحاقی را از سوی ایران خواستار شد. در ۱۴ مرداد ۱۳۸۴، طرف اروپایی با ارائه یک بسته پیشنهادی، از ایران خواست که فعالیت های چرخه سوخت خود را متوقف کند. اینجا بود که در ۱۵ مرداد ۱۳۸۴ ، ایران با ارائه پاسخی، بسته پیشنهادی غرب را رد کرد و فعالیت اصفهان از سر گرفته شد. در پاسخ ایران به نقض حقوق بین الملل، NPT ، بیانیه تهران و معاهده پاریس در بسته مذبور تصریح شده بود.

در ۱۵ بهمن ۱۳۸۴، شورای حکام موضوع هسته­ای ایران را به شورای امنیت ارسال کرد. پاسخ تهران، ادامه برنامه هسته­ای، تعلیق اجرای داوطلبانه پروتکل الحاقی و بازگشایی تأسیسات نطنز و اراک بود. ارجاع پرونده هسته­ای به شورای امنیت، سرآغاز ورود ۵ عضو دائم این شورا و آلمان (۱+۵) به مذاکرات شد. در ۱۶ خرداد ۱۳۸۵ با سفر خاویرسولانا و نمایندگان پنج کشور به ایران، بسته پیشنهادی ۱+۵ در اختیار ایران قرار گرفت. (همان، ۷۹)

۱۵ و ۲۰ تیر ۱۳۸۵ ، طرفین درباره بسته ۶ ژوئن در بروکسل مذاکره کردند. اروپا منتظر پذیرش تعلیق مورد اشاره در بسته پیشنهادی، از سوی ایران بود. لاریجانی (مذاکره کننده ارشد ایران در آن وقت) پاسخ ایران را منوط به رفع برخی ابهامات موجود در بسته می­دانست. ۹ مرداد ۱۳۸۵ اولین قطعنامه شورای امنیت علیه فعالیت های هسته­ای ایران تصویب شد. طبق قطعنامه ۱۶۹۶، ۹ شهریور۱۳۸۵ پایان فرصت تعلیق فعالیت ها بود؛ اما ۴ شهریور همان سال مجتمع تولید آب سنگین اراک افتتاح شد. (نطنز آهاری، ۱۳۸۵، ۳)

۲۰ فروردین ۱۳۸۶ ایران رسماً اعلام کرد که به مرحله تولید صنعتی سوخت هسته­ای رسیده است. این خبر پاسخ قاطع جمهوری اسلامی به قطعنامه ۱۷۴۷ شورای امنیت (۴ فروردین ۱۳۸۶) بود. ۹ بهمن ۱۳۸۶ ، سوخت اتمی نیروگاه بوشهر که بارها به دلیل فشارهای سیاسی آمریکا و غرب به تأخیر افتاده بود به طور کامل ارسال شد و بدین ترتیب امکان تولید برق هسته­ای فراهم شد.

گروه ۱+۵ در راستای ادامه فشار بر توقف برنامه هسته­ای ایران، قطعنامه های ۱۷۴۷ (در مارس ۲۰۰۷)، ۱۸۰۳ (در مارس ۲۰۰۸)، ۱۸۳۵ (در سپتامبر ۲۰۰۸) و ۱۹۲۹ (در ژوئن ۲۰۱۰) را نیز تصویب کردند؛ بر اساس این قطعنامه­ها محدودیت های مالی بر شرکت ها و افراد ایرانی افزایش یافته بود. (لینزر، ۲۰۱۱، ۱۲)

در عین حال مذاکرات نیز ادامه یافت. ۲۴ اردیبهشت ۱۳۸۷، بسته پیشنهادی ایران برای گفتگو درباره مشکلات همه جانبه منطقه و بین الملل ارائه گردید. ۱+۵ در ۲۵ خرداد متقابلاً بسته­ای پیشنهاد کرد که بازهم با پیش شرط تعلیق همراه بود. ۲۹ تیر ۱۳۸۷ نشست «ژنو۱» بر اساس مشترکات بسته های پیشنهادی ایران و اروپا با مذاکره جلیلی و سولانا برگزار شد و طرفین ، مذاکرات را سازنده ارزیابی کردند. (آمریکا برای اولین بار در این مذاکرات حضور داشت) ۲۰ فروردین ۱۳۸۸، در پاسخ به قطعنامه­ی ۱۸۳۵ شورای امنیت، ۲ نوع سانتیریفیوژ پیشرفته آزمایش شد و سانتریفیوژهای فعال نطنز به ۷ هزار رسید. همچنین ایران اعلام کرد طی ۵ سال، ۵۰ هزار سانتریفیوژ نصب می‌کند. در مذاکرات موسوم به «ژنو۲» در ۹ مهر ماه ۱۳۸۸، پیشنهاد مبادله سوخت ۵/۳ درصد با ۲۰ درصد مطرح شد که به معنای پذیرش حق غنی سازی ایران از سوی غرب بود. اختلاف بر سر چگونگی مبادله سوخت باعث توقف مذاکرات شد. محمود احمدی نژاد (رئیس جمهور وقت) در تاریخ ۱۸ بهمن ۱۳۸۸ دستور تولید سوخت ۲۰ درصد را پس از تعلل طرف های مذاکره در تبادل سوخت صادر کرد. ‌بنابرین‏ غنی سازی ۲۰ درصد در ۲۰ بهمن ۱۳۸۸ در نطنز آغاز شد.

مذاکرات پس از ۱۵ ماه تعلیق، در ۱۵ آذر ۱۳۸۹ از سر گرفته شد. در دور اول این مذاکرات، ایران به محاکمه غربی ها ‌در مورد ترور دانشمندانش پرداخت. از آنجا که موضوع هسته­ای از نظر ایران غیرقابل مذاکره بود؛ درباره آن مذاکره نکرد. اول بهمن ۱۳۸۹ ، مذاکرات با ۱+۵ با دستور کار «گفتگو برای همکاری درباره مسائل مشترک» در استانبول شکل گرفت. در اینجا جلیلی به ۱+۵ اجازه طرح مباحث پاسخ داده شده در ژنو رانداد و در نتیجه نتایج برای ۱+۵ خوشایند نبود.

دور بعدی مذاکرات ایران و ۱+۵ در ۲۶ فروردین ۱۳۹۱ در استانبول آغاز شد. در این مذاکره که به «استانبول ۱» شهرت یافت؛ گری سیمور (مشاور ارشد کاخ سفید) حضور داشت در حالی که ریاست هیئت آمریکایی با وندی شرمن بود. (همان، ۱۳)

ادوار بعدی مذاکرات در ۳ خرداد ۱۳۹۱ در شهر بغداد، ۲۹ خرداد ۱۳۹۱ در شهر مسکو، ۸ اسفند ۱۳۹۱ در شهر آلماتی قزاقستان (موسوم به مذاکرات آلماتی ۱) و ۱۶ فروردین ۱۳۹۲ در همان شهر (موسوم به مذاکرات آلماتی ۲) برگزار گردید.

۳-۹-۱-پروندۀ هسته­ای ایران و دولت یازدهم:

پرونده هسته­ای ایران در شرایطی به دولت یازدهم رسید که بیش از ۱۲ قطعنامه شورای حکام آژانس بین ­المللی انرژی اتمی علیه برنامه هسته­ای کشورمان به تصویب رسیده و طی آن ها درخواست­های مشخصی از کشورمان از جمله تعلیق کلیه فعالیت های غنی سازی و اجرای پروتکل الحاقی به صراحت ذکر شده است. علاوه بر این طی یک فرآیندی موضوع به شورای امنیت سازمان ملل ارجاع و در قالب یک بیانیه رئیس و ۶ قطعنامه شورای امنیت، تحریم­هایی علیه کشورمان وضع شده و خواسته­ های مشخصی از جمله تعلیق کلیدی فعالیت های هسته­ای و تصویب و اجرای بدون قید و شرط پروتکل الحاقی مطرح شده است. (دریایی، ۱۳۹۲، ۱۰۷)

به رغم وجود این شرایط، پس از انتخابات ریاست جمهوری ۱۳۹۲ و روی کار آمدن دولت جدید به ریاست حجت الاسلام دکتر حسن روحانی، مسئولیت مذاکرات هسته­ای با ۱+۵ که قبل از آن به عهده شورای عالی امنیت ملی بود؛ به وزارت امور خارجه محول گردید. در واقع از ابتدای کار دولت یازدهم، پرونده هسته­ای کشورمان وارد مرحله تازه­ای شد. دیپلماسی هسته­ای دولت یازدهم، حدود یکصد روز بعد از روی کار آمدن این دولت به توافقی با عنوان «برنامه اقدام مشترک ژنو» برای حل بحران هسته­ای منجر شد. این توافق بین جمهوری اسلامی ایران و کشورهای آمریکا، انگلیس، فرانسه، روسیه، چین و آلمان تحت عنوان ۱+۵ در تاریخ ۳ آذر ۱۳۹۲ (۲۴ نوامبر ۲۰۱۳) منعقد گردید در واقع بعد از سه دور مذاکره کارشناسی و یک دور مذاکره در سطح مدیران ارشد بالاخره روی جزئیات اجرایی این برنامه اقدام، توافق حاصل شد و برنامه مذبور از ۲۰ژانویه (۳۰ دی ۱۳۹۲) اجرایی شد. (همان، ۱۰۸)

۳-۹-۲- عناصر گام اول توافق ژنو:

گام اول دارای دوره زمانی شش ماهه بود و با توافق متقابل قابل تمدید بود. در این دوره همه اعضا، با حسن نیت ، در جهت حفظ فضای سازنده در مذاکرات فعالیت می نمودند.

قرار شد ایران اقدامات زیر را انجام دهد: