從2001年到2008年的第三階段，美俄關(guān)系逐漸向戰(zhàn)略博弈回歸。影響美俄關(guān)系的核心內(nèi)容并沒有因?yàn)槠站┛偨y(tǒng)接掌俄羅斯和小布什當(dāng)選美國(guó)總統(tǒng)發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。1999年北約空襲南聯(lián)盟，吸收波蘭、匈牙利和捷克加入北約，美國(guó)抨擊俄羅斯在車臣進(jìn)行的戰(zhàn)爭(zhēng)等事態(tài)，導(dǎo)致美俄關(guān)系在進(jìn)入普京時(shí)代的那一刻即面臨諸多挑戰(zhàn)。小布什總統(tǒng)延續(xù)了對(duì)俄羅斯的強(qiáng)硬態(tài)度，小布什政府在導(dǎo)彈防御系統(tǒng)問題上的政策姿態(tài)、接見車臣代表團(tuán)、因間諜案驅(qū)逐俄羅斯外交人員等舉動(dòng)讓人很難期待美俄關(guān)系會(huì)有顯著好轉(zhuǎn)。?如果沒有9·11恐怖主義襲擊，美俄關(guān)系可能會(huì)加速回落。

9·11事件為美俄關(guān)系轉(zhuǎn)暖提供了機(jī)遇，這部分源于俄羅斯在恐怖襲擊之后的反應(yīng)。9·11事件后，普京致電小布什總統(tǒng)，表達(dá)對(duì)恐怖行動(dòng)的譴責(zé)和對(duì)美國(guó)反恐行動(dòng)的支持，并承諾與美國(guó)分享反恐相關(guān)情報(bào)，為美國(guó)打擊恐怖組織開辟空中走廊，協(xié)調(diào)中亞國(guó)家與美國(guó)的合作，撤出在古巴的監(jiān)測(cè)站和在越南的海軍基地。美俄關(guān)系轉(zhuǎn)圜的另一部分原因則是小布什政府的外交安全戰(zhàn)略重心快速轉(zhuǎn)向反恐，緩和美俄關(guān)系符合美國(guó)利益。2011年11月中旬，普京訪問美國(guó)，這是美俄關(guān)系的階段性高點(diǎn)。小布什總統(tǒng)盛贊俄羅斯在反恐問題上提供的支持與合作，并宣稱：“我們正將美俄關(guān)系從敵對(duì)和猜忌轉(zhuǎn)向合作和互信，這將為兩國(guó)人民和世界人民增加和平與進(jìn)步的機(jī)遇”，美俄“正在締造歷史”。?美俄之間再度洋溢著樂觀的情緒，期待未來更大的合作。峰會(huì)期間，美俄討論了反恐、阿富汗重建、中東問題、防擴(kuò)散問題、核裁軍問題、導(dǎo)彈防御問題和北約與俄羅斯的關(guān)系。雖然美俄在諸多議題上展示了合作姿態(tài)，但導(dǎo)彈防御問題與北約東擴(kuò)問題上的分歧并沒有緩解跡象，?這導(dǎo)致“溫?zé)?rdquo;的美俄關(guān)系難以持久。

美俄在戰(zhàn)略議題上展開了有限的合作，導(dǎo)彈防御問題上的持續(xù)困擾成為界定美俄關(guān)系未來的關(guān)鍵。2000年4月，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的延遲與各種事態(tài)的掛鉤，俄羅斯杜馬最終批準(zhǔn)了《第二階段削減戰(zhàn)略武器條約》，這份條約在簽署6年后最終生效。美俄首腦2001年11月峰會(huì)期間，雙方就進(jìn)一步裁減核武器達(dá)成了基本共識(shí)，隨后的條約談判進(jìn)展迅速。2002年5月24日，美俄簽署了《削減進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器條約》（又稱《莫斯科條約》），該條約除了將美俄雙方的核彈頭限制在1700～2200枚，其余條款則極為簡(jiǎn)潔。無論從談判時(shí)間長(zhǎng)度、條約文本篇幅，還是對(duì)各自核力量的限定程度，《莫斯科條約》均與既往核裁軍條約的嚴(yán)肅程度相去甚遠(yuǎn)。?因此，此次美俄核裁軍的象征意義遠(yuǎn)大于實(shí)際價(jià)值。

小布什政府在導(dǎo)彈防御問題上的強(qiáng)硬姿態(tài)和實(shí)際政策深刻影響美俄在戰(zhàn)略議題上的騰挪空間和美俄關(guān)系改善的幅度。雖然美俄曾經(jīng)就《反導(dǎo)條約》修改問題進(jìn)行了多輪對(duì)話磋商，但因分歧較大，問題始終沒有得到解決。2001年12月13日，小布什總統(tǒng)宣布美國(guó)將退出《反導(dǎo)條約》，這為美國(guó)研發(fā)、部署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)掃清了障礙，同時(shí)推高美俄在戰(zhàn)略議題上的對(duì)抗和博弈。2002年6月，美國(guó)退出條約的決定正式生效。為了應(yīng)對(duì)美國(guó)退約，俄羅斯隨即宣布退出《第二階段削減戰(zhàn)略武器條約》。退出《反導(dǎo)條約》后，小布什政府的導(dǎo)彈攔截試驗(yàn)不再受到約束。不僅如此，小布什政府開始在2002年底宣布加快在美國(guó)本土部署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，到2004年7月，美國(guó)開始在阿拉斯加的格里利堡部署攔截彈，美國(guó)另外的一處導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)部署在加利福尼亞的范登堡空軍基地。到小布什政府末期，美國(guó)已經(jīng)在本土部署了數(shù)量有限的攔截彈。美國(guó)在本土的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)部署遭到俄羅斯反對(duì)，小布什政府試圖在歐洲部署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)則遭致俄羅斯的激烈反擊。從2002年起，美國(guó)就開始與波蘭和其他歐洲國(guó)家討論在歐洲部署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)所謂伊朗導(dǎo)彈威脅的可行性。2007年2月，美國(guó)和波蘭、捷克正式談判建設(shè)導(dǎo)彈防御能力的問題，初始計(jì)劃是在波蘭部署10枚攔截彈，在捷克部署配套的雷達(dá)。俄羅斯表示將采取軍事手段回?fù)裘绹?guó)在東歐可能的導(dǎo)彈防御能力建設(shè)，甚至威脅這將導(dǎo)致類似冷戰(zhàn)時(shí)期的軍備競(jìng)賽。

美俄有關(guān)反恐的良好合作也沒能持續(xù)太久。俄羅斯對(duì)美國(guó)在阿富汗的反恐戰(zhàn)爭(zhēng)提供了必要的支持，并就阿富汗的戰(zhàn)后重建與美國(guó)協(xié)調(diào)立場(chǎng)。美國(guó)在阿富汗的軍事行動(dòng)結(jié)束后，開始考慮攻打伊拉克，這遭致俄羅斯的強(qiáng)烈反對(duì)。伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)沖擊了俄羅斯在中東地區(qū)的地緣戰(zhàn)略利益，損害了俄羅斯同伊拉克及其他中東國(guó)家之間的經(jīng)濟(jì)利益，讓俄羅斯意識(shí)到從1999年的科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)到2001年的阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)，再到2003年的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó)在不斷擠壓俄羅斯的地緣戰(zhàn)略空間。

北約東擴(kuò)依然是美俄關(guān)系第三階段的重要爭(zhēng)議點(diǎn)。雖然俄羅斯強(qiáng)烈反對(duì)，但北約東擴(kuò)的步伐沒有停止。2001年11月，普京訪美期間曾就北約與俄羅斯的關(guān)系表示，俄羅斯認(rèn)為存在這樣的機(jī)會(huì)，即在安全和穩(wěn)定領(lǐng)域建立全新的聯(lián)合決策和協(xié)調(diào)行動(dòng)的機(jī)制，暗示希望北約進(jìn)行改造，在性質(zhì)上由一個(gè)軍事組織演變?yōu)檎谓M織；在北約事務(wù)上給予俄羅斯以否決權(quán)；把俄羅斯作為一個(gè)真正平等的伙伴等。2001年12月，北約—俄羅斯常設(shè)理事會(huì)外長(zhǎng)會(huì)議決定北約與俄羅斯建立一個(gè)新的合作機(jī)制，內(nèi)容包括磋商、合作、共同決策以及協(xié)調(diào)和聯(lián)合行動(dòng)等。次年5月，北約與俄羅斯成立北約—俄羅斯理事會(huì)，但俄羅斯在這一機(jī)制中并沒有決定權(quán)。完成這些形式上滿足俄羅斯的動(dòng)作后，北約開始第二輪東擴(kuò)。2002年11月，北約首腦會(huì)議達(dá)成了第二輪東擴(kuò)決定，兩年后保加利亞、羅馬尼亞、斯洛文尼亞、斯洛伐克、愛沙尼亞、立陶宛、拉脫維亞加入北約。在小布什任期末，北約進(jìn)行又一次東擴(kuò)，將克羅地亞和阿爾巴尼亞納入北約。美國(guó)曾經(jīng)力挺烏克蘭和格魯吉亞加入北約，但因各國(guó)在此問題上意見不一，加之俄羅斯強(qiáng)烈反對(duì)，兩國(guó)未能加入。

美國(guó)對(duì)俄羅斯處理周邊領(lǐng)土爭(zhēng)議的批評(píng)和同期出現(xiàn)的顏色革命導(dǎo)致美俄關(guān)系更加復(fù)雜化。冷戰(zhàn)結(jié)束初期，車臣問題曾經(jīng)困擾美俄關(guān)系，但美國(guó)的反應(yīng)比較克制。1999年車臣戰(zhàn)爭(zhēng)再度爆發(fā)，俄羅斯到2000年控制絕大部分車臣土地。美國(guó)開始在車臣問題上批評(píng)俄羅斯，俄羅斯處理車臣問題的方式損害了其國(guó)際形象，并導(dǎo)致獨(dú)聯(lián)體國(guó)家積極發(fā)展與西方國(guó)家的關(guān)系。2001年到2008年期間，獨(dú)聯(lián)體國(guó)家和中亞地區(qū)出現(xiàn)了多個(gè)國(guó)家的以顏色命名、以和平方式進(jìn)行的政權(quán)變更運(yùn)動(dòng)，并在塞爾維亞、格魯吉亞、烏克蘭和吉爾吉斯斯坦等幾個(gè)國(guó)家取得成功，親俄羅斯的政府被推翻，建立了親美的民選政府。顏色革命的成功與美國(guó)政府的公開支持以及小布什政府?dāng)U展民主的戰(zhàn)略關(guān)系密切，這導(dǎo)致俄羅斯高度警惕美國(guó)的戰(zhàn)略意圖。2008年8月，俄羅斯和格魯吉亞因?yàn)闋?zhēng)奪南奧塞梯發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)，并很快擊敗格魯吉亞，南奧塞梯和阿布哈茲在俄羅斯支持下宣布獨(dú)立。俄格戰(zhàn)爭(zhēng)之后，小布什執(zhí)政臨近結(jié)束，美俄關(guān)系進(jìn)入冰點(diǎn)。

2009年到2016年是美俄關(guān)系的第四個(gè)階段，雙邊關(guān)系從“舊”冷戰(zhàn)走向“新”冷戰(zhàn)。美俄關(guān)系在這一時(shí)期的發(fā)展基本上是前幾個(gè)階段的循環(huán)。奧巴馬就任總統(tǒng)后，美國(guó)嘗試主動(dòng)改善美俄關(guān)系。2009年3月，美國(guó)國(guó)務(wù)卿希拉里在日內(nèi)瓦將一枚標(biāo)注“重啟”字樣的紅色按鈕交給俄羅斯外長(zhǎng)拉夫羅夫，寓意美俄重啟雙邊關(guān)系。從2009年到2014年，美俄關(guān)系曾經(jīng)呈現(xiàn)較為積極的勢(shì)頭，兩國(guó)在多個(gè)領(lǐng)域展開了多項(xiàng)合作。在戰(zhàn)略議題上，奧巴馬總統(tǒng)于2009年9月宣布改變小布什政府在歐洲部署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的計(jì)劃，兩國(guó)在次年4月簽署新的削減戰(zhàn)略武器條約，將兩國(guó)部署的戰(zhàn)略核彈頭數(shù)量從2200枚降至1550枚，并對(duì)運(yùn)載工具做了限制。俄羅斯同樣以較為積極的姿態(tài)呼應(yīng)了奧巴馬總統(tǒng)的無核世界倡議，并參加了美國(guó)倡導(dǎo)的“核安全峰會(huì)”。在反恐問題上，俄羅斯宣布開放俄羅斯通向阿富汗的空域，允許美軍補(bǔ)給進(jìn)入阿富汗。在地區(qū)安全問題上，美俄之間的合作也有所推進(jìn)，包括俄羅斯支持對(duì)伊朗發(fā)展核項(xiàng)目在聯(lián)合國(guó)安理會(huì)通過決議施加制裁，美國(guó)則取消了針對(duì)俄羅斯對(duì)伊朗出口軍火進(jìn)行的制裁。