یک روز پس از گفت‌وگوی وزیران خارجه ایران و آمریکا، باراک اوباما و حسن روحانی تلفنی گفت‌وگو کردند. این گفت‌وگوی تلفنی در آخرین دقایق حضور روحانی در نیویورک انجام شده است.
باراک اوباما دقایقی بعد از انتشار این خبر اعلام کرد که با حسن روحانی گفت‌وگو کرده است. حسن روحانی هم در توییتر خود از این تماس تلفنی خبر داده است.
به گزارش پایگاه ریاست جمهوری ایران، در حاليكه رئيس جمهور ايران در حال حركت از محل اقامت خود به سمت فرودگاه برای خروج از نيويورک بود، اين تماس برقرار شد و طرفين پيرامون مسايل مختلف با يكديگر گفت‌وگو كردند.
در این گفت‌وگوی تلفنی، دو طرف بر اراده سياسی برای حل سريع مساله هسته‌ای تاكيد كرده و زمينه را برای حل موضوعات ديگر و همكاری در مسائل منطقه‌ای مورد توجه قرار دادند.
برپایه این گزارش در اين گفت‌وگوی تلفنی روسای جمهوری ايران و آمريكا، همچنين وزرای امور خارجه خود را مامور كردند تا زمينه همكاری‌های لازم را هر چه زودتر فراهم آورند.
دقایقی پس از انتشار این خبر از سوی پایگاه ریاست جمهوری ایران، باراک اوباما خود جلوی دوربین‌ها قرار گرفت و گفت: «همین الان، من با پرزیدنت روحانی از جمهوری اسلامی ایران تلفنی صحبت کردم. هر دوی ما درباره تلاش‌های در حال انجام برای رسیدن به یک توافق درباره برنامه هسته‌ای ایران صحبت کردیم.»
رئیس جمهوری آمریکا افزود: «در حالی که مطمئنا موانع مهمی برای حرکت به جلو وجود خواهد داشت و موفقیت به هیچ عنوان تضمین شده نیست، بر این باورم که ما می‌توانیم به یک راه‌حل فراگیر نائل شویم.»
باراک اوباما تصریح کرد: «ما متوجه همه چالش‌های پیش رو هستیم. این واقعیت که این نخستین ارتباط میان یک رئیس جمهور آمریکا و ایران از سال ۱۹۷۹ بود، خود نشانگر بی‌اعتمادی عمیق میان کشورهای ماست اما در عین حال نمایانگر چشم‌اندازی برای پشت سر گذاشتن آن تاریخ دشوار است. بر این باورم که پایه‌ای برای یک راه‌حل وجود دارد.»
سی‌‌ان‌ان به نقل از منابع ایرانی گزارش داد که این گفت‌وگو به مدت ۱۵ دقیقه به طول انجامیده است. این مکالمه هنگامی که روحانی در مسیر فرودگاه بوده صورت گرفته است.
این نخستین تماس عالی‌ترین مقام‌های دو کشور پس از انقلاب است. یک روز پیش از این محمد جواد ظریف و جان کری، وزیران خارجه ایران و آمریکا پس از سه دهه با یکدیگر در حدود نیم ساعت مستقیما گفت‌وگو کردند. این گفت‌وگو پس از نشست ۱+۵ در نیویورک انجام شد که ظریف و کری هم در آن شرکت کرده بودند.
حسن روحانی ساعاتی پیش از تماس تلفنی با همتای آمریکایی خود، سخنرانی رئیس جمهوری آمریکا در سازمان ملل را متفاوت دانسته و آن را گامی برای بهبود روابط توصیف کرده بود.