Ett kinesiskt uttalande som utfärdades under ett besök av USA:s utrikesminister John Kerry sade att kärnkraftsfrågan var "det delade ansvaret för alla parter".
Kerry sade att de båda sidorna måste besluta "mycket snabbt" hur man ska gå vidare.
Nordkorea har nyligen hotat kärnvapenattacker, och man fruktar att förbereda en missiluppskjutning.
En uppsjö av krigsliknande uttalanden från Pyongyang har lett till spekulationer om att en lansering skulle kunna ske den 15 april, när landet fyller 101 år av nationens grundare och före detta ledare Kim Il-sung.
Från Damian GrammaticasChina korrespondent
Efter veckor av ökande spänningar och Nordkoreas hot om kärnvapenkrig ökar de diplomatiska insatserna för att ta itu med krisen.
Löftet att samarbeta med USA är en tydlig signal om Kinas missnöje med Nordkorea. Kina är Nordkoreas enda allierade och kommer inte att sluta stödja norden, utan vill att landet lugnar ner sig.
Frågan är om Nordkorea kommer att lyssna? Under de senaste veckorna har Nordregimen klargjort att den nu anser att kärnvapen är avgörande för dess överlevnad.
Den har uttryckligen sagt att den inte kommer att köpslå bort dem.
Nordkorea har enligt uppgift flyttat minst två musudanska ballistiska robotar till östkusten, men på lördagen citerade Sydkoreas nyhetsbyrå Yonhap tjänstemän i Seoul som sade att ingen ny rörelse av de mobila bärraketerna hade upptäckts på två dagar.
Amerikanska tjänstemän, inklusive Kerry, har spelat ut en läckande Pentagonrapport som varnade för att Pyongyang kunde ha utvecklat tekniken för att montera en kärnstridsspets på en missil.
Sedan FN införde nya sanktioner mot Nordkorea i februari har dess ledning lovat att starta om en malkulerad kärnreaktor, har stängt en nödtelefonlinje till Sydkorea och uppmanat diplomatisk personal att lämna landet och säga att den inte kan garantera deras säkerhet.
North säger att det också har förargats av gemensamma amerikanska-sydkoreanska militära övningar.
Även om dess retorik har varit mer belicose än vanligt, analytiker säger att det passar ett långvarigt mönster, och kan vara avsedd att öka populariteten av Kim Jong-un, som kom till makten förra året.
I Peking förde Kerry samtal med president Xi Jinping och utrikesminister Wang Yi. I sina kommentarer till Xi sade han att världen står inför "en kritisk tid med några mycket utmanande frågor".
Bland dem fanns koreanska spänningar men också "utmaningen med Iran och kärnvapen, Syrien och Mellanöstern, och ekonomier runt om i världen som behöver ett uppsving", sade han.
Han gjorde senare ett uttalande där han sade att USA och Kina kunde "understryka vårt gemensamma engagemang för kärnvapennedrustningen av Koreahalvön på ett fredligt sätt".
Han sade att de båda sidorna skulle ha "ytterligare diskussioner för att mycket snabbt och med stor specificitet genomföra exakt hur vi skall uppnå detta mål".
Missilförsvar i regionen
Nordkoreas missilprogram
Uttalandet gjordes efter samtal med Yang Jiechi, Kinas främsta diplomat.
Yang sade att Kina var "enigt engagerat i att upprätthålla fred och stabilitet och främja processen för kärnvapennedrustning".
"Att ta itu med kärnvapenfrågan i Korea på ett korrekt sätt tjänar alla parters gemensamma intressen. Det är också det gemensamma ansvaret för alla parter, sade han.
Kina är Nordkoreas enda allierade och stora handelspartner, men har blivit alltmer frustrerad över sin växande stridslystnad.
Trots detta kommer BBC:s Damian Grammaticas rapporter från Peking om att det inte kommer att bli lätt att övertala Kina att öka trycket på Nordkorea.
Kina kan vara frustrerad över Pyongyangs beteende, men det är fortfarande Nordens livlina, så Peking kommer sannolikt inte att minska livsnödvändiga leveranser av mat och bränsle eftersom det känns som om det kan göra norr ännu mer desperat och oförutsägbar, tillägger vår korrespondent.
Efter möten i den sydkoreanska huvudstaden Seoul i fredags sade Kerry att inget land hade närmare förbindelser med Pyongyang än Kina.
När han lade märke till att Peking, precis som Washington, ville ha kärnvapennedrustning på halvön, tillade han: "Om det är din policy, måste du sätta tänderna i den."
Han varnade Nordkorea för varje missiluppskjutning och sade att det skulle vara en "proklamation och oönskad handling" som ytterligare skulle isolera Nordkorea och dess folk som, sade han, "är desperata efter mat, inte missiluppskjutningar".
Men han sade också att USA hade försökt tona ner sina egna uttalanden, och ställde in vissa militära övningar.
"Jag tror att vi har sänkt vår retorik avsevärt och vi försöker hitta ett sätt för resonlighet att segra här", sade han.
Mr Kerry är på en fyra dagars resa till Asien, och reser till Tokyo på söndag.
Ryssland har också uttryckt en växande oro över Nordkorea och sade i fredags att det hade utfärdat "en brådskande vädjan" till Pyongyang "att avstå från handlingar som skulle kunna leda till ytterligare upptrappning av spänningarna".
Vissa beräkningar tyder på att missilerna Nordkorea har flyttat till sin östkust kunde färdas 4.000 kilometer, även om man inte tror att Musudan har testats tidigare.
Det skulle sätta amerikanska baser på ön Guam i Stilla havet inom räckhåll.
Kina och USA har lovat att samarbeta för att övertala Nordkorea att ge upp sitt kärnkraftsprogram och lösa spänningar genom dialog.