Teheran je izabran jer Staljin nije htio putovati predaleko od Sovjetskog Saveza, a cijeli skup organiziran je pod kodnim imenom »Eureka«. 

Iako je u središtu interesa konferencije bilo pitanje otvaranja »drugog fronta« u zapadnoj Europi i planiranje operacije Overlord, poznatije kao »Dan D«, konferencija se dotakla niza važnih političkih pitanja. Rasprave su se vodile o sudbini Istočne Europe i Njemačke nakon završetka rata, osnivanju Organizacije ujedinjenih naroda, rješavanju iranskog pitanja, pridobijanja Turske na savezničku stranu i dr. Roosevelt smatrao je da je postigao važne rezultate, jer se Staljin složio pridružiti ratu protiv Japana i da je podupro njegovu ideju o Ujedinjenim narodima. Činjenica je, međutim, da je Staljin bio taj koji je uspio u svemu zbog čega je došao na konferenciju: osigurao je pomoć Titovim partizanima i zaustavio pomaganje jugoslavenskih četnika, pomaknuo je istočne granice s Poljskom na Curzonovu liniju i postigao je dogovor o otvaranju zapadnog fronta koje bi moglo povoljno utjecati na stanje na Istočnom frontu. 

Teheranska konferencija okončana je 1. prosinca 1943., donošenjem triju dokumenata, Deklaracije o Tri sile, Deklaracije Tri sile u pogledu Irana i Vojnim zaključcima s Teheranske konferencije. Potonji zaključci, između ostalog, odnosili su se na odobravanje pomoći partizanima u Jugoslaviji, želji da se do kraja godine pokuša uvući Tursku u rat na strani Saveznika, da iskrcavanje Saveznika u Francuskoj počne u svibnju 1944., a da Crvena armija istodobno pokrene veliku ofenzivu na Istočnom frontu i dr.

U jeku pregovora, 29. studenoga, Staljinu je Churchill u ime kralja Georga VI. uručio Mač Staljingrada, kao počast »čeličnom srcu naroda Staljingrada«, a na večeri istoga dana zabilježena je i neslana Staljinova šala, koja je vidno uzrujala Churchilla. Naime, Staljin je izjavio da bi trebalo ubiti 50.000 Nijemaca kako bi ih se spriječilo da izazovu novi rat. Churchill je ljutito odgovorio da neće dopustiti »hladnokrvnu egezekuciju vojnika koji su se borili za svoju zemlju«, da se slaže da se pred sud dovedu ratni zločinci, ali »radije ću otići ovdje u vrt i ubiti se nego što bih izložio svoju zemlju takvoj sramoti«. Njegov bijes nije smanjio ni Rooseveltov pokušaj da smanji tenzije šalom da ih je dovoljno ubiti 49.000. Churchill je napustio stol sve dok mu Staljin nije prišao, potapšao ga i uvjerio da se samo šalio.