Cuộc chiến chống chủ nghĩa khủng bố và chủ nghĩa cực đoan đòi hỏi hai nước tăng cường hợp tác trong lĩnh vực an ninh mới và có thể xem như là một điểm thống nhất để tăng cường sự tin cậy giữa họ, dù cho một số bất đồng vẫn chưa được giải quyết. Trong nhiều năm, Ấn Độ là nạn nhân chủ yếu của chủ nghĩa khủng bố và mong muốn được chia sẻ và hỗ trợ trên toàn thế giới. Nhưng tai họa khủng bố tại khu vực này lại vướng với sự ganh đua Ấn - Pakistan kéo dài nói chung và tình trạng rắc rối Kashmir nói riêng. Cho đến những năm gần đây, sự phức tạp của vấn đề đã hạn chế động thái tích cực của Bắc Kinh đối với các thách thức mà Ấn Độ đã và đang phải đối đầu.
Trung Quốc trở nên tích cực hơn trong việc chủ nghĩa khủng bố và cực đoan liên khu vực khi ý thức được sự bất ổn đang gia tăng do các phần tử ly khai Đông Thổ Nhĩ Kỳ hoạt động trong vùng biên giới tỉnh tự trị Tân Cương. Trung Quốc cũng đã nhận thức được mối đe dọa của những kẻ cực đoan, ly khai và khủng bố (cụ thể là, Bắc Kinh đặt tên là "ba thế lực xấu xa") và trở thành một mối đe dọa sống còn của Trung Quốc, Ấn Độ và Nga. Bắc Kinh thể hiện sự đồng cảm của mình đến Ấn Độ ngay sau cuộc tấn công khủng bố vào Quốc hội Ấn Độ tháng 12/2001 và lên án chỉ trích những kẻ gây ra. Chống khủng bố trở thành một trong những chủ đề chính của mối quan tâm chung trong một loạt các cuộc tham vấn song phương.
Ngày 14/11/2003, lần đầu tiên hải quân Trung - Ấn có cuộc tập trận chung trên biển Đơng và ngồi khơi cửa sơng Trường Giang, với nội dung là tìm kiếm và cứu hộ. Dù chỉ mang tính hình thức nhưng cuộc tập trận này cho thấy hai nước đều mong muốn giảm bớt căng thẳng. Ngày 24/5/2005, Tổng tham mưu trưởng Quân đội giải phóng nhân dân Trung Quốc Lương Quang Liệt đã có chuyến thăm Ấn Độ nhằm tăng cường các biện pháp xây dựng lòng tin giữa các lực lượng quân đội hai nước. Tháng 6/2005, Bộ trưởng quốc phịng hai nước đã có cuộc hội đàm tại New Dehli và đã ra tuyên bố quân đội hai nước sẽ soạn thảo các kế hoạch huấn luyện lực lượng gìn giữ hồ bình và chống khủng bố chung.
Cuối tháng 11/2005, hải quân Trung - Ấn lại có cuộc tập trận chung trên Ấn Độ Dương. Cuộc tập trận này cũng tập trung vào cơng tác cứu hộ và tìm kiếm trên biến nhưng nó có ý nghĩa vơ cùng quan trọng với cả đôi bên. Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng ngày càng lớn, việc đảm bảo an toàn các tuyến đường hàng hải vận chuyển dầu nhập khẩu trở thành có ý nghĩa sống còn với cả Trung Quốc và Ấn Độ. Hơn 50% lượng dầu nhập khẩu của Ấn Độ phải đi qua eo biển Malacca và nửa còn lại lượng dầu nhập khẩu của Trung Quốc từ Trung Đông đi qua Ấn Độ Dương. Ấn Độ thông qua cuộc tập trận này cũng chứng tỏ sức mạnh hải qn của mình có đủ khả năng kiểm soát "ao nhà" Ấn Độ Dương.
Từ ngày 20 đến 28/12/007, một cuộc tập trận lớn nhất và đầu tiên của lục quân hai nước Trung - Ấn đã diễn ra tại Côn Minh thuộc tỉnh Vân Nam, Trung Quốc. Lý do và mục đích của cuộc tập trận này đã được đề ra từ tháng 5/2006, khi đó Trung Quốc và Ấn Độ đã cùng ký bản ghi nhớ về hợp tác quốc phịng theo đó sẽ thường xuyên tiến hành các cuộc tập trận chung liên quan tới cơng tác tìm kiếm và cứu nạn, chống cướp biển, khủng bố và trong các lĩnh vực khác được cả hai nước cùng quan tâm.
Tuy nhiên, trước khi hai bên tiến tới mối quan hệ đối tác đáng tin cậy trong việc giải quyết thách thức khủng bố thì hai bên sẽ phải loại bỏ một số trở ngại lớn. Sự đồng thuận được thể hiện trong văn bản vẫn còn xa vời trong việc thực hiện bất kỳ một nghị sự hoạt động theo hướng này. Sự mất lịng tin chính trị kéo dài và nhận thức khác nhau về chủ nghĩa khủng bố trong bối cảnh Nam Á đã hạn chế, và sẽ tiếp
tục hạn chế phạm vi và chiều sâu của sự hợp tác chống khủng bố giữa hai nước. Bên phía Trung Quốc tin rằng Niu Đêli có thể sử dụng các đơn vị khủng bố dựa trên Pakistan để mở rộng khả năng chiến lược của mình thơng qua Islamabad hoặc thậm chí khởi động một cuộc chiến tranh phủ đầu chống lại Pakistan. Về phần mình, New Delhi xem phản ứng thận trọng của Bắc Kinh đối với cuộc tấn công khủng bố Mumbai trong tháng 11/ 2008 như là một dấu hiệu vô cảm của Bắc Kinh với những thách thức khủng bố mà Ấn Độ đang đối mặt và nói một cách đơn giản là một chính sách ủng hộ Islamabad. Truyền thông Ấn Độ được sự chú ý của Trung Quốc, trái ngược với truyền thơng quốc tế, lại kín tiếng về các cuộc tấn công cực đoan của dân tộc Uyghurs vào dân tộc Hán ở Urumqi, thủ phủ khu tự trị Tân Cương tháng 7/2009. Theo một nhà phân tích Ấn Độ, sự lãnh đạm cơng khai của Ấn Độ đối với vụ việc có liên quan đến động thái của Bắc Kinh, như họ nhận thấy, Bắc Kinh luôn luôn im lặng về những tội ác khủng bố tại Kashmir, mặc dù nhiều người Ấn Độ "đang lo lắng về sự tàn bạo của chiến tranh hồi giáo Uyghur đối với thường dân dân tộc Hán và sẽ có cảm nhận tương tự chống lại bọn gây rối" ở Tân Cương.
Tóm lại, để giải quyết các mối đe dọa của chủ nghĩa khủng bố đòi hỏi hai bên phải tin tưởng lẫn nhau và hòa giải các chiến lược khu vực của họ. Tại cuộc họp vào tháng 10/2009 có sự tham gia của Bộ trưởng ngoại giao Nga, Trung Quốc và Ấn Độ. Bắc Kinh, cùng với Niu Delhi và Moscow, tuyên bố sẽ tăng cường hợp tác toàn cầu trong cuộc chiến chống khủng bố và khẳng định rằng "khơng có biện minh nào cho bất kỳ hành động khủng bố nào ở bất kỳ nơi nào", đồng thời chỉ trích một cách rõ ràng các cuộc tấn cơng khủng bố nhằm vào phái đồn ngoại giao Ấn Độ ở Kabul, diễn ra ngay trước cuộc họp.