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在国际社会的斡旋下，印巴双方于1965年5月和6月就停火协议展开艰苦谈判。最终，在英国首相哈罗德·威尔逊的努力下，印巴双方谈判代表于1965年6月30日在停火协议上签字，停火从1965年7月1日06点00分起生效。停火协议主要条款如下：
1. 印巴双方在古吉拉特邦—巴基斯坦西部国境线之间地区要恢复到1965年1月1日前的状况。
2. 争议区双方所有武装部队要在7天内撤退完毕。
3. 印度警察可以重新在查哈德贝特哨所部署和1964年12月31日相同的警备力量。
4. 印巴双方（边防）警察只能沿着1965年1月1日前所经巡逻路线巡逻，巡逻（兵力）规模不得超过1965年1月1日以前的规模。
5. 停火后一个月举行部长双边会议，商讨解决边界争端和划界问题。
6. 如果两国在2个月停火期内的部长双边会议没有达成任何协议，则两国政府应考虑1959年10月24日的联合公报，在停火期4个月内申请联合国组织国际法庭仲裁。
停火协议签署后，印军于1965年7月8日06点00分从“堤道”南面撤退。虽然印军在撤退时没有排出争议区里埋设的417枚地雷（13枚反坦克地雷和404枚防步兵地雷），但都在雷场区插牌标示并拉起警戒线。与此同时，印度两个中央预备役警察营也在南部军区节制下，重新于苏伊根、贝拉和查哈德贝特建立哨所。卡里姆·夏希哨所是否重建还要考虑季风的影响。由于双方停止了敌对行动，印度边防警察也减少了巡逻频率，由冲突时期的一天一次改为一周一次。
停火协议签署后，印度和巴基斯坦外长从1965年8月20日起举行双边谈判，但双方意见相去甚远，谈判没有任何进展。10月7日，印巴双方决定把库奇兰恩边界争端提交国际法庭仲裁。巴基斯坦政府和印度政府分别提名前伊朗外交大臣兼伊朗驻联合国代表纳斯罗勒莱赫·埃恩特扎姆（Nasrollah Entezam），和南斯拉夫著名的宪法法院（Constitutional Court）法官阿莱什·贝卜勒（Ales Bebler）出任国际仲裁委员会委员。1965年12月15日，联合国安理会提名瑞典西部上诉法庭（Court of Appeal ）代表贡纳尔·拉耶尔格伦（Gunnar Lagergren）出任库奇仲裁委员会主席。
1966年2月19日，库奇仲裁委员会在日内瓦举行第一轮会议。仲裁委员会听取了印巴两国意见和审阅了两国提交的材料后，于1968年2月19日宣布了印巴两国最终接受的仲裁结果。印度的基本要求得到满足，库奇兰恩全部划归印度，新的边界正式确立为库奇兰恩（2万平方公里）以北。巴基斯坦的要求被驳回（要求两国平分库奇兰恩）。不过，作为补偿，仲裁委员会还是判给了巴基斯坦828平方公里的领土，包括肯杰尔科特和查哈德贝特地区，相当于巴基斯坦原本领土要求的十分之一。比阿尔贝特、84号哨所和沙尔达尔哨所地区仍然留在印度版图。至此，两国库奇兰恩争端正式画上圆满句号。
从军事角度来看，库奇兰恩地区作战对印度来说，是十分困难的。相对巴基斯坦拥有较为完善的交通网，印度既没有便利的交通网，也没有足够的饮用水，在盐碱地无法有效进行白昼作战，而且也很容易在盐碱荒漠地带迷路，夜间最为明显。应该说，巴基斯坦充分利用了印度在库奇兰恩的一切弱点，展开军事行动，摸清了印度的政治底线和局部应对危机的薄弱能力。这个胜利让巴基斯坦沸腾的同时，也直接导致了1965年9月在克什米尔的冒险战争。