「改變世界的一周」
自從1977年入主白宮後，卡特便不斷尋找與中華人民共和國建交的契機。
「我知道美國憲法將外交承認的唯一權力賦予了總統，如果能與中國領導人就台灣人民的待遇問題達成適當的協議，我就決心行使這項權力」，卡特在其傳記中寫道。
美國國會和台灣游說團體的層層壓力讓卡特決定親自負責與中國接觸。他任命時任汽車工人聯盟（United Auto Workers）主席、被稱為 「談判專家」的倫納德·伍德科克（Leonard Woodcock）與中國進行秘密談判。他們繞過國務院，直接從白宮向駐中國的代表發送函電。
數月過去了，談判並沒有進展。後來卡特又派遣時任國家安全顧問的「反蘇幹將」布熱津斯基（Zbigniew Brzezinski）前去。最終在1979年1月1日兩國正式建交。
卡特還把成功建交歸功於中國時任國家領導人鄧小平。
「我們對鄧小平和他的迅速行動印象深刻，他同意接受我們與台灣的一年期條約，承諾中國不會反駁我們關於和平解決台灣問題的聲明，並且贊成在條約期滿後向台灣出售防禦性武器」，卡特在傳記中記載。
鄧小平在1979年2月訪問德克薩斯州，他頭戴牛仔帽的形象令美國人印象深刻。鄧小平向卡特保證，將對中國進行改革開放，這與卡特推動中國加入國際社會的想法一拍即合。
兩國建交時距離美國前總統尼克森（Richard Nixon）1972年2月著名的訪華之旅已有7年，這期間水門事件阻礙了美中兩國建交。即便1975年福特總統訪問中國，受到毛澤東和鄧小平接見，也沒能實現建交。
尼克松總統在訪華期間與時任國務院總理周恩來簽署了《上海公報》，為雙邊關係正常化奠定了基礎，他的訪問通常被稱為「改變世界的一周」。
中國似乎對尼克森訪華以及此前時任美國國家安全事務助理季辛吉的秘密訪問過於著迷，一定程度上弱化了卡特對中國建交的意義。
卡特中心的劉亞偉認為，這部分原因是因為卡特在入主白宮後，將人權戰略作為美國外交政策的基石，而人權是中國的弱點。另外，卡特曾在卡特中心推動監督中國基層民主選舉，中國可能以為他是奉美國政府之意到中國進行和平演變，從而有了誤判。
除此之外，由美國國會制定的《台灣關係法》在卡特總統任期內通過，這也令他在中國備受爭議。該法准許美國和台灣人民在美台斷交後繼續保持經濟和文化關係，並且指出美國的政策包括「向台灣提供防禦性武器」。此後美國依據該法多次向台灣銷售武器。
即使如此，卡特在1979年成就了美國與中國建交，兩國關係從此進入新時代。
