وخلال أواسط ثمانينيات القرن العشرين، رد الحلف على التهديد السوفييتي المتزايد بنشر المزيد من الصواريخ النووية الأمريكية في بريطانيا ودول الحلف الأخرى. وبعد ذلك بوقت قصير، بدأ الزعيم السوفييتي ميخائيل جورباتشوف في السعي لعلاقات أفضل مع الولايات المتحدة ودول حلف شمال الأطلسي الأخرى، فانخفض التوتر إلى درجة كبيرة. وفي عام 1988م توصل الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة إلى معاهدة لإزالة كل الصواريخ متوسطة المدى المتمركزة على البر لدى كل من البلدين. وتضمنت الصواريخ الأمريكية التي شملتها المعاهدة تلك التي نشرها الحلف في أواسط ثمانينيات القرن العشرين. كذلك شرع الاتحاد السوفييتي في أواخر الثمانينيات في خفض قواته العسكرية التقليدية في أوروبا الشرقية. إضافة إلى ذلك، سمح جورباتشوف بديمقراطية متزايدة في الاتحاد السوفييتي وشجع تحركات مماثلة في دول أوروبا الشرقية الشيوعية. ونتيجة لذلك، وصلت حكومات غير شيوعية إلى السلطة في بعض دول أوروبا الشرقية.
في عام 1990م، وقّع قادة دول الحلف والاتحاد السوفييتي وحلفاؤه من شرق أوروبا اتفاقية بعدم استخدام بعضهم القوة العسكرية ضد بعض. كذلك اتفق القادة على تدمير أعداد كبيرة من دبابات بلادهم، وقطع مدفعيتها، وأسلحة غير نووية أخرى في أوروبا.
وبعد فض حلف وارسو، وتفكك الاتحاد السوفييتي السابق إلى جمهوريات مستقلة عام 1991م، طرحت تساؤلات عن جدوى الدور العسكري الذي يمكن أن يؤديه حلف شمال الأطلسي.