علی خامنه‌ای، رهبر جمهوری اسلامی، دستیابی به توافق جامع هسته‌ای را «گامی مهم» خواند و از حسن روحانی خواست که مراقب رفتارهای طرف مقابل در اجرای این توافق باشد.
پایگاه اطلاع‌رسانی آیت‌الله خامنه‌ای روز چهارشنبه ۲۴ تیر پاسخ نامه وی به حسن روحانی درباره توافق جامع هسته‌ای را منتشر کرده است که در آن از هیات مذاکره‌کننده ایرانی قدردانی می‌کند.
آقای خامنه‌ای در این نامه می‌نویسد: «به سرانجام رسیدن این مذاکرات، گام مهمی است، با این حال لازم است متنی که فراهم آمده با دقت ملاحظه و در مسیر قانونی پیش‌بینی شده قرار گیرد و آن گاه در صورت تصویب، مراقبت از نقض عهدهای محتمل طرف مقابل صورت گرفته و راه آن بسته شود».
رهبر جمهوری اسلامی در ادامه این نامه می‌افزاید: «به خوبی می‌دانید که برخی از شش دولت طرف مقابل به هیچ رو قابل اعتماد نیستند».
آیت‌الله خامنه‌ای پیش‌بینی کرده بود که مذاکرات هسته‌ای به نتیجه نخواهد رسید، اما در عین حال اضافه کرده بود که گرچه نسبت به این مذاکرات خوشبین نیست، مخالفتی هم با آن ندارد و مذاکره‌کنندگان تلاش خود را بکنند.
روز سه‌شنبه نیز به دنبال توافق هسته‌ای ایران و قدرت‌های جهانی، تنها جمله‌ای که از آقای خامنه‌ای نقل شد و به این توافق ارتباط پیدا می‌کرد، قدردانی از هیات مذاکره کننده ایرانی بود. این توافق برنامه اتمی ایران را محدود می‌سازد و در برابر، تحریم‌های بین‌المللی مرتبط با فعالیت‌های هسته‌ای تهران نیز لغو می‌شود.
پایگاه اطلاع‌رسانی آقای خامنه‌ای همزمان متن نامه حسن روحانی به رهبر جمهوری اسلامی را هم منتشر کرده که در آن از توافق هسته‌ای به عنوان «پیروزی» یاد کرده و گفته است که موقعیت بین‌المللی ایران به واسطه مذاکرات هسته‌ای ارتقا پیدا کرده است.
در بخشی از نامه آقای روحانی به آقای خامنه‌ای آمده است: «این توافق به خوبی نشان داد که ما می‌توانیم در عین حفظ عزت کشور و با رعایت خطوط قرمز نظام، با قدرت‌های جهانی وارد گفت‌وگو شویم و با برخورداری از اعتماد به نفس مبتنی بر حقانیت مواضع و توانمندی‌های دیپلماتیک، قدرت‌های جهانی را به پذیرش مواضع منطقی خود ناگزیر سازیم».
حسن روحانی روز سه‌شنبه نیز عنوان کرده بود که ایران با این توافق به همه اهدافش در ارتباط با لغو تحریم‌ها و ادامه فعالیت‌های اتمی خود رسیده است.