美國國務院8月4日發表聲明稱，已在當天向聯合國遞交文書，正式表達退出《巴黎協定》的意愿。根據聲明，如果《巴黎協定》的條款對美國更有利，美國可以考慮重新加入，同時指出，將繼續參加各項國際氣候變化磋商和會議。這再次引發國際社會的強烈不滿。
　　
　　聯合國秘書長發言人杜加里克表示，美國退出《巴黎協定》的行為對全球減少溫室氣體排放的努力是極大的遺憾，但全球應對氣候變化步伐不會因此放緩。
　　
　　俄羅斯自然資源和環境部長謝爾蓋·東斯科伊在社交網站上發聲，從歷史角度看，特朗普政府的舉動與此前布什政府退出《京都議定書》的做法如出一轍。作為國際舞臺上的大國，美國將自己排除在《巴黎協定》之外是個“可怕的錯誤”。
　　
　　早在6月1日，特朗普就在白宮宣布將退出《巴黎協定》，稱《巴黎協定》是奧巴馬政府談判不力的結果，抨擊該協定對發達國家每年籌資千億美元支援發展中國家的要求。
　　
　　《巴黎協定》于2015年簽署，2016年獲美國及194個締約國確認并于2016年11月正式生效。在2016年11月4日生效的《巴黎協定》中，美國承諾2025年前溫室氣體排放量較2005年減少26%至28%，相當于每年減排16億噸。《巴黎協定》的簽署國同意將全球平均氣溫較工業化前的升幅控制在2攝氏度之內，并努力將溫升幅度控制在1.5攝氏度之內。
　　
　　英國廣播公司撰文稱，《巴黎協定》在應對全球變暖的過程中非常關鍵。在上個月舉行的G20漢堡峰會上，美國在氣候變化上的立場已經導致會議出現分歧。根據《巴黎協定》的相關規定，美國完成退出流程還需要3年多時間，這意味著美國要等到2020年11月才能正式退出。屆時，新當選的美國總統或將決定重新加入這一協定。
　　
　　俄聯邦委員會農業、食品政策與自然資源利用委員會主席謝季寧8月5日表示，目前《巴黎協定》已經被一些歐盟國家的議會批準，俄羅斯也即將批準該協定。全球多國也批準了《巴黎協定》，即使沒有美國的參與，《巴黎協定》也能夠執行。根據美國國務院聲明，重回《巴黎協定》的前提是“美方認定其條款對美國及其貿易、員工、民眾和納稅人更有利”，那意味著美國旨在通過退出《巴黎協定》迫使有關方面修改其中某些條款，以便獲得有利的條件重新加入該協定。
　　
　　對美方這種“欲去還留”的態度，美國非營利組織世界資源研究所主席安德魯·斯蒂爾提出質疑：“美方或許可在透明度這類話題上積極參與談判。但作為致力于退出《巴黎協定》的一員，美方如果只想削弱該協定，其聲音不會被其他各方所傾聽。”
　　
　　美國麻省理工學院斯隆管理學院約翰·斯特曼教授指出，特朗普政府的退出決定有可能會引發“蝴蝶效應”。首先，美國的退出給全球太陽能、風能和其他新興綠色能源行業的投資帶來不確定性；其次，美國削減對聯合國綠色氣候基金的貢獻，其他發達國家也可能效仿美國，降低出資額度，那么發展中國家應對氣候變化的一部分資金將無法落實；第三，這將強化“發達國家不率先減排，發展中國家也不應行動”的思維。