１０月２４日加勒比时间上午9时，美国海军正式开始对古巴实施封锁。从佛罗里达半岛南端到美属波多黎各，包括由大西洋通往古巴的各条必经水道，形成一道弧型的封锁线，距古巴海岸500海里。出动兵力包括16艘驱逐舰、3艘巡洋舰、1艘航空母舰和6艘补给舰以及150艘其他后备舰只。他们的任务是检查、阻止、并在必要时“破坏”那些开往古巴的可能载有核弹头、地地导弹、轰炸机等其它设备的苏联船只。

　　很快，中情局接到海军情报室报告：古巴海域6艘货船有的停止不前，有的掉头返回。之后，中情局确认了在拦截线附近徘徊的16艘船只已停止前进或返航。苏联油轮“布加勒斯特”号则于25日越过封锁线。同日1艘载有1500名旅客的民主德国客轮也被放行。

　　次日，肯尼迪命令前线人员对被苏联租用的、为巴拿马所有的“马克卢拉”号货船，进行自封锁开始以后的首次登船检查，没有发现载运武器后即放行。

　　就在同一天，苏联方面称，假若美国保证不入侵古巴，苏联可以撤出导弹。在给肯尼迪的信里，赫鲁晓夫重申苏联向古巴提供武器“只是加强防御能力，因为古巴不拥有任何武器”；美国代表需发表声明：美国方面考虑到苏联的安全和焦虑，将从土耳其撤出自己的这种手段；苏联保证在安理会范围内声明尊重土耳其领土和主权的不可侵犯性。

　　双方还在讨价还价，时间进入１０月２７日，古巴导弹危机达到了高*潮。当时古巴境内已有5个导弹发射场可供作战使用，第六个也即将完工，可在6-8小时内发射24枚射程为1100英里的地地弹道导弹，且几小时后还可以重新使用。当天早上，美国的两架U-2侦察机遭古巴炮火袭击，其中一架被苏联导弹击落，飞行员丧生。同日，在阿拉斯加上空飞行的一架美国U-2飞机误入苏联楚科奇半岛领空，随即遭到一批苏联战斗机跟踪监视。为防不测，美军F-102A截击机携载空空核导弹的自阿拉斯加起飞。好在双方均保持相当克制，都没有开火。

　　同一天，美国政*府称，如果苏联在联合国观察监督下，撤出部署在古巴的武器系统，并保证不再运往古巴，美国政*府同意“马上取消现在实施的隔离措施”、“提供不进攻古巴的保证”。罗伯特肯尼迪召见苏联大使，要求苏联在４８小时内从古巴撤走导弹，表示“美国不能在威胁的压力下作出撤走在土耳其的导弹的决定”。

　　１０月２８日，赫鲁晓夫发表广播讲话，公开答复肯尼迪，苏联政*府命令“拆除您称为进攻性的武器，并加以包装运回苏联”。