Les relations entre Pékin et Séoul se sont tendues ces derniers mois du fait du déploiement en Corée du Sud d'un bouclier antimissile américain Thaad.
Il est censé permettre de contrer la menace balistique nord-coréenne, mais la Chine est vent debout contre ce dispositif qui entame selon elle ses propres capacités militaires.
Pékin a pris une série de mesures contre les entreprises sud-coréennes, considérées à Séoul comme des actes de représailles économiques.
Lors de leur premier entretien téléphonique, les deux dirigeants ont "convenu du fait que la dénucléarisation de la péninsule coréenne est l'objectif commun des deux pays", a déclaré aux journalistes Yoon Young-Chan, porte-parole du président sud-coréen investi mercredi.
Largement élu à la présidence sud-coréenne, Moon Jae-in, qui a pris ses fonctions mercredi, s'est fixé parmi ses priorités un apaisement des tensions avec la Corée du Nord. "S'il le faut, je m'envolerai directement pour Washington. J'irai à Pékin et à Tokyo et, si les conditions sont réunies, à Pyongyang aussi", a-t-il dit lors de son premier discours présidentiel.
Issu du Parti démocratique de centre gauche, M.Moon devrait rompre avec la fermeté affichée par la conservatrice Park Geun-Hye sur le dossier nord-coréen.
Celui qui avait été la cheville ouvrière du deuxième sommet intercoréen en 2007 préconise pour tenter de régler la question nucléaire nord-coréenne de renouer le dialogue avec Pyongyang -dont la Chine est un des rares alliés.
M.Moon, qui s'était auparavant montré réservé sur le déploiement du Thaad en Corée du Sud, a dit à son homologue qu'il était "bien conscient" des inquiétudes chinoises, plaidant pour des discussions bilatérales afin de permettre "une meilleure compréhension sur le sujet".
Au cours de cet entretien de 40 minutes, il a aussi proposé d'envoyer une délégation à Pékin pour discuter du Thaad et du dossier nucléaire nord-coréen, selon M. Yoon.
M. Xi a formellement invité M. Moon à se rendre à Pékin, a dit le porte-parole.
Par ailleurs, M.Moon s'est entretenu mercredi avec le président américain Donald Trump, qui l'a invité à se rendre à Washington.
On estime que le régime de Pyongyang prépare un sixième essai nucléaire tout en continuant de travailler sur le développement d'un missile balistique intercontinental théoriquement capable d'atteindre les Etats-Unis.
Le dossier nord-coréen constitue peut-être le plus important sujet de sécurité pour l'administration Trump.
Des responsables américains se disent préoccupés par les objectifs de M.Moon, redoutant qu'une tentative d'apaisement avec Pyongyang, de même que les réticences du nouveau président sud-coréen sur le déploiement du système antimissiles THAAD, ne les privent de moyens de pression sur la direction nord-coréenne.