Giữa các phiên họp trong khuôn khổ Hội nghị Thượng đỉnh G20, Thủ tướng cũng có các cuộc gặp trao đổi thân mật với Chủ tịch nước Trung Quốc Tập Cận Bình, Tổng thống Nga Vladimir Putin, Thủ tướng Canada Justin Trudeau, Tổng thống Pháp Emmanuel Macro, Tổng thống các nước Nam Phi, Guinea, Senegal, Tổng thống Indoenesia Joko Widodo, Thủ tướng Ấn Độ Narendra Modi.... nhằm tăng cường quan hệ hợp tác song phương.
Tại cuộc gặp Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình, Thủ tướng chúc Đại hội 19 của Đảng Cộng sản Trung Quốc thành công tốt đẹp, đồng thời khẳng định Việt Nam đánh giá cao vai trò lãnh đạo hạt nhân của Chủ tịch Tập Cận Bình và hết sức coi trọng thúc đẩy hơn nữa hợp tác giữa hai nước; Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc và các nhà lãnh đạo Việt Nam mong muốn được đón ông Tập Cận Bình thăm Việt Nam và tham dự hội nghị cấp cao APEC.
Thay mặt Chủ tịch nước Trần Đại Quang, Thủ tướng cũng trân trọng mời Tổng thống Indonesia tham dự Hội nghị cấp cao APEC. Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc cảm ơn Indonesia vừa qua đã cho hồi hương 695 ngư dân Việt Nam, đồng thời đề nghị nước này xử lý vấn đề nghề cá trên tinh thần nhân đạo, đoàn kết ASEAN và Đối tác chiến lược hai nước. Tổng thống Indonesia khẳng định sẽ tham dự APEC và bày tỏ mong muốn hai bên thúc đẩy để sớm hoàn tất đàm phán phân định vùng đặc quyền kinh tế; nhất trí với đề nghị của Thủ tướng về đối xử nhân đạo với ngư dân Việt Nam...
Tại Hội nghị Thượng đỉnh G20, với vai trò Chủ nhà APEC 2017, Việt Nam thúc đẩy sự kết nối với G20 về các chủ đề ưu tiên trong Nghị sự APEC 2017 là phát triển bền vững, ứng phó biến đổi khí hậu và sử dụng hiệu quả năng lượng; phối hợp với các thành viên APEC thúc đẩy trao đổi sâu rộng và có các cơ chế, khuôn khổ hợp tác về phát triển bền vững, bao trùm, cả về kinh tế, xã hội và tài chính.