그러나 이런 핵개발중단-경제지원의 교환매트릭스는 실천과정에서 오작동을 일으켰다. 애매모호한 ｢제네바 기본합의｣ 자체의 구조적 결함과 더불어, 합의체결 불과 한 달 만에 공화당이 미 의회의 다수당이 되면서 미국 측의 강한 불만이 제기되었다. 북한 역시 IAEA 사찰을 둘러싼 논란이 발목을 잡았으며, 중유공급과 경수로 건설도 제대로 이행되지 않았기에 불만이 고조되었다. 결국 1998년 미사일발사와 우라늄 농축프로그램 개발에 대한 의혹이 일면서 제네바체제는 사실상 작동을 멈추었다. 그러다가 네오콘 성향을 띤 부시행정부가 출범하자마자 전면 재검토가 이루어졌고, 9·11 테러사건, 그리고 연이은 아프간과 이라크 침공으로 합의이행은 커녕 북한은 부시 행정부의 반테러와 정권교체(regime change)의 대상이 되면서 북미관계는 급속하게 악화되었다. 결국 2002년 우라늄 농축여부를 놓고 벌어진 공방 직후 ｢제네바 기본합의｣는 공식적으로 파기되었고, 이른바 ‘제2차 북핵위기’ 가 시작되었다. 미국은 북한이 ｢제네바 기본합의｣를 위반했다고 규정하면서 중유공급과 경수로 건설을 즉각 중단하였으며, 북한은 이에 반발해 영변 핵시설동결을 해제하고, IAEA 요원들을 추방했으며, NPT를 탈퇴해버렸다.
북한과 미국은 핵개발 중단관련하여 911테러와 아프리카 침공으로 등의 사건으로 북미관계는 급속하게 악화되었다. 결국 애매모호했던 제네바 기본합의는 공식적으로 파기되었고 제2차 북핵위기가 진행되었다. 북한은 이에 반발해 영변 핵시설동결을 해제하고, IAEA 요원들을 추방했으며, NPT를 탈퇴해버렸다.