Počas konferencie došlo 30. novembra k dohode, že v máji 1944 sa na pobreží Francúzska v Normandii uskutoční vojenská operácia pod krycím názvom Overlord, ktorá sa napokon posunula a začala sa 6. júna 1944. Vylodenie spojeneckých vojsk v Normandii sa malo zladiť so sovietskou ofenzívou na východnom fronte, pričom Sovietsky zväz mal po porážke Nemecka vstúpiť do vojny s Japonskom. Na stretnutí v Teheráne sa britský ministerský predseda ocitol so svojimi stanoviskami v istej izolácii, pretože americký prezident položil jednoznačný dôraz na porozumenie so sovietskym vodcom.
Čo sa týkalo povojnového usporiadania Európy Stalin súhlasil so samostatnosťou Fínska, ale bol proti obnove suverenity pobaltských krajín. Veľkú pozornosť venovala konferencia problému budúceho usporiadania Poľska. Stalin žiadal východnú časť Poľska, v podstate v tom rozsahu, ktorý získal Sovietsky zväz podľa spojeneckej zmluvy s Nemeckom z roku 1939. Stratu východných území bol ochotný kompenzovať Poľsku pripojením rozsiahlych pôvodne nemeckých oblastí na západe a severe.
Diskusia k povojnovému usporiadaniu Nemecka bola taktiež problematická. Síce panovala zhoda na jeho rozdelení, hlavná otázka akým spôsobom sa má uskutočniť, zostala nezodpovedaná. Záverečným dokumentom konferencie sa stala tzv. Deklarácia troch štátov, v ktorej sa Roosevelt, Stalin a Churchill zaviazali spolupracovať aj po skončení druhej svetovej vojny. Po Teheránskej konferencii, ktorá upevnila protihitlerovskú koalíciu, nasledovala konferencia na Jalte (od 4. do 11. februára 1945) a konferencia v Postupime (od 17. júla do 2. augusta 1945).
