溫家寶與奧巴馬在釣魚台國賓館舉行工作午宴，兩人見面時，奧巴馬用中文“你好”向溫家寶致意。奧巴馬在會前對溫家寶的會晤表示感謝，指這兩日的訪問很有成果，他與國家主席胡錦濤早前會面指，已達成願意加深兩國戰略夥伴關係，以往兩國主要集中討論貿易關係，現在已擴大至兩國合作的重要議題上。
溫家寶表示，奧巴馬這次訪問所達到的成果有深遠意義，中美兩國在世界上均有重要影響，他讚賞奧巴馬在上海與青年學生對話時引用“溫故知新”這句話說得很好，稱兩國關係繼往開來需要回顧一下中美關心的議題，溫家寶強調，對話比對抗好，他指奧巴馬這次訪問使中美在全面合作方面進入新階段。
預料雙方在會談上繼續討論人民幣匯率、中美貿易，伊朗和朝鮮核武器等問題。溫家寶在三月份曾告诫美國政府衡量其財政和金融政策，表示中國擔心中國所持有的巨額美元資產的安全。而奧巴馬與胡錦濤會談時，則敦促允許人民幣昇值。
記者在北京市前門大街訪問了一些市民，對奧巴馬在兩國元首峰會上提出人民幣昇值和人權的看法，有市民表示對政治不關心，但亦有市民說這次兩國會談取得成功，認為奧巴馬提出人民幣昇值合理，因為中國人民的生活已提高。另一名年青市民王先生則表示，國內存在互聯網查封問題，國外的網站是差不多都被封閉。
奧巴馬結束三日訪華行程後轉飛韓國，展開其此次亞洲之行的最後一站，預料雙方將在會談上集中討論朝核、韓美FTA獲准和明年G20首爾會議等議題。