如此重大決定不可能完全保密。周一下午，白宮宣布總統將在晚上7點就“國家最高緊急事態”發表全國講話，這時華盛頓已經籠罩在緊張氣氛中，很多人都預感出大事了。肯尼迪派特使向主要盟國領導人說明情況，并一一打電話通知前任總統胡佛、杜魯門和艾森豪威爾，以及國會領導人。然后他回到橢圓形辦公室，向全世界宣布美國將封鎖古巴，并檢查所有企圖通過封鎖線的任何國家的艦船。
肯尼迪最終選擇封鎖的首要原因是對引發核戰爭的恐懼，他的軍事顧問們也不能確保，美軍發動一次空中打擊就能摧毀所有已經部署在古巴的導彈，而且還會損害歐洲盟友的支持。封鎖畢竟靈活一些，不行還可以隨時升級，他就是這樣告訴反對封鎖的強硬派的。
10月22日，星期一晚上，肯尼迪以低沉的聲調問候說，“晚上好，我的同胞們”，然后就告訴他們面臨的危險和政府的決定。肯尼迪呼吁克林姆林宮里的對手赫魯曉夫，立即“停止并取消這種秘密的、魯莽的、挑釁性的行為”，“把世界從毀滅的深淵中挽救回來”。肯尼迪宣布，美軍對一切正在駛往古巴的船只實行嚴格的海上隔離，從周三早上開始生效。肯尼迪警告說，他將“把任何一枚從古巴發射的、針對西半球任何一個國家的核彈都看作是蘇聯對美國的攻擊，并將對蘇聯進行全面的報復。”
第二天，美國、蘇聯和古巴都進入高度戒備。美軍180艘戰艦在加勒比海巡弋，裝有核彈頭的B-52型戰略轟炸機24小時在空中巡邏，三軍指揮系統和海空軍都進入戰備狀態。直接參加封鎖的包括針對蘇聯潛艇的反潛航空母艦等90艘軍艦，它們在68個空軍中隊和八艘航空母艦的護衛下進入指定地區，準備攔截任何進入封鎖區的蘇聯艦只。蘇聯和古巴則加快了基地建設和裝配已經運到的導彈。聯合國安理會召開緊急會議，美國的封鎖計劃獲得美洲國家組織(OAS)的一致支持，北約盟國也迅速達成共識。核大戰真有一觸即發之勢。
在莫斯科，連夜召開了中央委員會主席團緊急會議，以便確定肯尼迪的真實意圖。赫魯曉夫沒能得出結論，只是以個人名義給肯尼迪寫了一封信，要求放棄封鎖，否則會帶來“災難性的后果”。但他在行動上謹慎小心，沒有在柏林實施報復，并命令兩艘運送中程導彈的船只在封鎖線前停下來，另一艘則在封鎖令生效前可以繼續前行。
作為對赫魯曉夫的回應，肯尼迪派弟弟羅伯特·肯尼迪于周二晚上前往蘇聯使館會見多勃雷寧，轉達總統因為受到“蓄意的欺騙”而無比憤怒，雙方進行了激烈的爭論，未能達成任何妥協。
隨著海上封鎖于周三上午10點開始生效，美蘇到了劍拔弩張的階段。為了謹慎從事，美海軍精心挑選了一艘蘇聯包租的非社會主義國家的貨船加以攔截和檢查，以便嚇唬住蘇聯又不引發直接沖突。
肯尼迪焦慮的等待情報部門有關第一次攔截的消息，同時準備批準海軍使用深水炸彈迫使蘇聯潛艇浮出水面。據羅伯特·肯尼迪后來回憶說：“這幾分鐘對于總統來說是最憂慮的時刻。他一會兒把一只手伸到臉上，捂住自己的嘴；一會兒緊緊地握著拳頭。他的眼睛里充滿了緊張的神情，幾乎到了憂郁的程度。”然后到來的報告是，蘇聯船只已經停止不前或調轉航向。
周四，聯合國安理會成為較量的中心。美國代表史蒂文森堅持要求蘇聯代表回答“一個簡單的問題”：莫斯科是不是在古巴部署了中程和中遠程彈道導彈？“是，還是不是？”這位美國大使咄咄逼人地追問，“不要等什么翻譯了，到底是還是不是？”蘇聯駐聯合國大使佐林則摘下耳機大聲抗議并拒絕回答。史蒂文森展示了U-2偵察機拍攝到的導彈基地的放大圖像，這顯然有助于消除各國對美國動機的懷疑。