Aunque participó activamente en la contención en el sudeste asiático, el Medio Oriente y América Latina, Johnson hizo una prioridad buscar acuerdos de control de armas con Moscú. La Unión Soviética también buscó relaciones más cercanas con los Estados Unidos durante la mitad a finales de la década de 1960, en parte debido a la división sino-soviética cada vez peor. Johnson intentó reducir las tensiones con China aliviando las restricciones al comercio, pero el comienzo de la Revolución Cultural de China puso fin a las esperanzas de un mayor acercamiento. Johnson estaba preocupado por evitar la posibilidad de una guerra nuclear, y buscó reducir las tensiones en Europa. La administración Johnson buscó acuerdos de control de armas con la Unión Soviética, firmando el Tratado del Espacio Ultraterrestre y el Tratado de No Proliferación de Armas Nucleares, y sentó las bases para las conversaciones de limitación de armas estratégicas. Johnson sostuvo una reunión en gran parte amistosa con el primer ministro soviético Alexei Kosygin en la Conferencia de la Cumbre de Glassboro en 1967, y en julio de 1968 los Estados Unidos, Gran Bretaña y la Unión Soviética firmaron el Tratado de No Proliferación, en el que cada signatario acordó no ayudar a otros países a desarrollar o adquirir armas nucleares. Una cumbre de desarme nuclear planeada entre los Estados Unidos y la Unión Soviética fue echada por la borda después de que las fuerzas soviéticas violentamente reprimieran
la Primavera de Praga, un intento de democratización de Checoslovaquia.