В январе 2009 года, вступив в должность президента, Барак Обама взял курс на налаживание отношений с Россией, названный политикой "перезагрузки". 1 апреля на встрече в Лондоне президенты Дмитрий Медведев и Барак Обама договорились о заключении нового договора о сокращении стратегических вооружений. 6 июля в Москве они согласовали и их число. Также США получили право транзита военных грузов в Афганистан.
17 сентября 2009 года господин Обама объявил об отказе от критикуемого Россией плана развертывания элементов ПРО США в Польше и Чехии. Однако последовавшие инициативы Москвы по сотрудничеству в этой сфере одобрены не были. В октябре Дмитрий Медведев заявил, что позиции стран по иранскому вопросу совпадают, позже Москва обязалась не поставлять Тегерану ЗРК С-300. 8 апреля 2010 года президенты подписали в Праге договор СНВ-3.
В июне 2010 года отношения омрачило разоблачение в США десяти агентов СВР, последовавшее через два дня после визита в страну господина Медведева. Москва и Вашингтон смогли быстро договориться, обменяв агентов на четырех россиян, осужденных за измену родине.
В марте 2012 года, после избрания президентом Владимира Путина, Барак Обама на встрече в Сеуле обещал Дмитрию Медведеву быть более гибким в вопросе ПРО.
В июне 2012 года Конгресс США активизировал обсуждение "списка Магнитского", вводящего санкции против ряда российских чиновников. В сентябре Госдеп объявил о сворачивании по требованию Москвы деятельности в России Агентства США по международному развитию. В декабре Госдума в рамках "симметричного ответа" на "список Магнитского" приняла "закон Димы Яковлева" о запрете усыновления российских сирот американцами.
В апреле 2013 года США обнародовали имена 18 невъездных россиян из "списка Магнитского". Россия ответила "списком Гуантанамо".