Kahdenvälinen sopimus on kahden maan, kahden kansainvälisen järjestön tai näiden kahden yhdistelmä. Sopimuksen kaltainen, vaikkakin laajempi, kahdenvälinen sopimus edellyttää paitsi allekirjoittaneiden osapuolten suostumusta myös niiden edustamien kongressi-, oikeus- tai hallintoelinten ratifiointia. Monet kahdenväliset sopimukset pysähtyvät myöhemmin kansallisissa lainsäädäntöelimissä, eikä niitä ole virallisesti hyväksytty vuosiin. Joskus ratifiointiprosessi voi kestää niin kauan, että alkuperäisen tilalle allekirjoitetaan parempi ja nykyaikaisempi sopimus.
Esimerkki kahdenvälisten sopimusten viimeistelyn monimutkaisuudesta on nähtävissä varhaisissa strategisissa aseidenrajoitusneuvotteluissa (SALT I ja SALT II), joissa käsitellään Yhdysvaltojen ja entisen Neuvostoliiton välisiä ydinasesopimuksia. Neuvottelut SALT I: stä, joka myöhemmin nimettiin uudelleen ballististen ohjusten sopimukseksi, saatiin päätökseen vuonna 1969, mutta kahdenvälistä sopimusta pidettiin vain väliaikaisena toimenpiteenä. Sen tuloksena tehtiin toinen kahdenvälinen SALT II -sopimus vuonna 1979. Yhdysvallat päätti myöhemmin olla ratifioimatta SALT II -sopimusta, kun Neuvostoliitto hyökkäsi Afganistaniin, ja vetäytyi sopimuksesta kokonaan vuonna 1986. Myös Yhdysvallat vetäytyi SALT I: stä vuonna 2002. kun se ilmoitti aikovansa laajentaa ballististen ohjusten ohjelmaansa sen yli, mitä tämä kahdenvälinen sopimus sallii.
Toinen esimerkki kahdenvälisen sopimuksen monimutkaisuudesta on Egyptin ja Israelin välinen Camp Davidin sopimus, josta neuvoteltiin ja allekirjoitettiin vuonna 1978. Toinen sopimus, joka hyväksyttiin vuonna 1979, oli yhtä paljon kahdenvälinen kauppasopimus kuin mikä tahansa muu Israel luopuu Siinain niemimaan hallinnasta Egyptiin sekä kaikki sen öljy, matkailu, maavarat ja Israelin siirtokunnat alueella. Samaan aikaan molemmat osapuolet allekirjoittivat sopimuksen vain Yhdysvaltojen takaamalla, että ne sitoutuvat miljardeja dollareita erilaisiin avustuksiin molemmille maille lähitulevaisuudessa. Vaikka Camp Davidin sopimukset tukivat kansallista yksimielisyyttä Israelissa, monet israelilaiset pitivät sitä laillisena, koska egyptiläiset eivät saaneet äänioikeutta itse.
Kahdenväliset vapaakauppasopimukset ovat jopa monimutkaisempia kuin tyypillinen kahden maan kahdenvälinen sopimus. Tämä johtuu siitä, että kahdenvälinen kauppasopimus on usein sopimus yhden kansakunnan ja kansojen ryhmittymän välillä. Tästä on monia esimerkkejä, kuten Kiinan kauppasopimus Kaakkois -Aasian valtioiden yhdistyksen (ASEAN) kanssa, joka koostuu 10 Kaakkois -Aasian maasta, tai Karibian yhteisön (CARICOM) kahdenvälinen kauppasopimus Kuuban kanssa. Kaikkia yhteismarkkinoita, talousliittoja, kuten Euroopan unionia, tai rahaliittoa voidaan pitää kauppaliittona, joka aloittaa neuvottelut muiden ryhmien ja valtioiden kanssa kahdenvälisessä sopimuksessa tai kahdenvälisessä koskemattomuussopimuksessa.