2005年
5月，朝鲜宣布从核反应堆内取出8000根废燃料棒，并称由于美国布什政府2002年12月撕毁了以提供轻水反应堆为核心内容的朝美框架协议，并以核武器对朝鲜进行威胁，朝鲜重新启动了根据框架协议冻结的5兆瓦核反应堆，并恢复了5万千瓦和20万千瓦核反应堆的建设工作。
9月19日，第四轮六方会谈经过两个阶段的艰苦谈判，与会各方一致通过了六方会谈启动以来的首份共同声明：朝方承诺，放弃一切核武器及现有核计划；美方则确认，无意以核武器或常规武器攻击或入侵朝鲜；朝方声明拥有和平利用核能的权利，其他各方对此表示尊重。
此后，美国财政部认定朝鲜利用澳门汇业银行账户从事洗钱和制造假美钞的活动，下令美国金融机构中断与这家银行的商业往来。澳门汇业银行随即中止了与朝鲜的业务，包括冻结朝鲜政府存在银行的2500万美元资金。朝鲜则否认美国的指控。
11月，朝核第五轮六方会谈第一阶段会议在北京举行，会议最终达成具有指导意义的《主席声明》。各方重申将根据“承诺对承诺、行动对行动”原则全面履行共同声明，早日实现朝鲜半岛无核化目标，维护朝鲜半岛及东北亚地区的持久和平与稳定。
2006年
朝美双方围绕“伪造美元”和“金融制裁”问题争执不下，六方会谈陷入僵局。美国声称“金融制裁”针对的是非法行为，与六方会谈“无关”。朝鲜认为，美国没有证据就对朝鲜实行“金融制裁”，表明美国依然对朝鲜实行敌视政策。朝鲜强调，美国必须解除“金融制裁”，否则朝鲜不会重返六方会谈。
7月6日，朝鲜外务省发言人证实，朝鲜确实发射了导弹，但此举是朝鲜“加强自卫国防力量的军事训练的一部分”，与旨在解决朝鲜半岛核问题的六方会谈无关。朝鲜通过对话和协商实现朝鲜半岛无核化目标的决心“至今没有变化”。
7月15日，联合国安理会以15个理事国一致赞成的方式通过了关于朝鲜试射导弹问题的第1695号决议，对朝鲜导弹试射表示严重关切和谴责，要求朝方重新作出暂停导弹试验的承诺。朝鲜外务省16日发表声明，强烈反对1695号决议，表示朝鲜将不受这一决议的任何约束。
10月3日，朝鲜外务省发表声明，宣布朝鲜将在科学研究领域进行核试验，并强调朝鲜希望通过对话和协商实现朝鲜半岛无核化的原则立场“没有变化”。联合国安理会6日发表主席声明，要求朝鲜取消计划中的核试验，立即无条件重返六方会谈，并警告朝鲜，如果无视国际社会劝阻坚持进行核试验，安理会将采取进一步行动。
10月9日，朝鲜宣布成功地进行了一次地下核试验。朝鲜此举引起国际社会的极大关注。
10月14日，联合国安理会一致通过第1718号决议，对朝鲜核试验表示谴责，要求朝方放弃核武器和核计划，立即无条件重返六方会谈，并决定针对朝鲜核、导等大规模杀伤性武器相关领域采取制裁措施。
12月18日至22日，第五轮六方会谈第二阶段会议于在北京举行。
2007年
3月13日至14日，国际原子能机构（IAEA）总干事巴拉迪对朝鲜进行访问，朝方表示愿与国际原子能机构合作，关闭宁边核设施。
3月19日至22日，第六轮六方会谈在北京举行。会后各方发表了第一阶段会议主席声明。各方重申将认真履行在919共同声明和213共同文件中做出的承诺。
6月21日至22日，朝核问题六方会谈美国代表团团长、美国助理国务卿希尔访问朝鲜。访问期间，他与朝鲜外相朴义春，副外相、六方会谈朝鲜代表团团长金桂冠“举行了很好的会谈”。22日，希尔在首尔说，朝鲜已经准备迅速关闭宁边核设施。25日，朝鲜外务省发言人在平壤宣布，被冻结在澳门汇业银行的朝鲜资金转移问题已经解决。朝鲜将开始履行朝核问题六方会谈达成的《落实共同声明起步行动》共同文件。26日，国际原子能机构工作代表团一行4人抵达平壤，开始对朝鲜进行访问。访问期间，代表团与朝鲜原子能总局官员进行了多次会谈，并在朝方的大力协助下视察了宁边地区的核设施。代表团团长、国际原子能机构副总干事海诺宁说，通过会谈，代表团已经与朝鲜方面就关闭和封存宁边核设施的验证程序问题达成了共识。
7月14日，在韩国运送的第一批6200吨重油抵达朝鲜先锋港后，朝方关闭了宁边核设施。同日，国际原子能机构的核查人员时隔5年后重返朝鲜，前往宁边地区监督和验证关闭核设施。
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