De to motstanderne kom ut og håndhilste foran oppmøtte journalister i Etiopias hovedstad Addis Abeba, etter flere timer med samtaler.
Ifølge BBC undertegnet partene en avtale om våpenhvile i landet etter den fem måneder lange konflikten. Våpenhvilen skal tre i kraft innen 24 timer, og deretter skal man samarbeide om en permanent slutt på konflikten i Sør-Sudan.
Både Kiir Og Machar skal utstede en umiddelbar ordre til sine tropper om å slutte krigingen og tillate at hjelpearbeidere sikres full adgang til alle områder av landet.
Partene er også enige om å danne en overgangsregjering frem mot utarbeidelsen av en ny grunnlov og nye valg. Det kom ikke umiddelbart frem hvem som skal danne den nye regjeringen.
Maktkamp
Flere tusen mennesker er blitt drept og opp mot én million drevet på flukt siden borgerkrigen i Sør-Sudan startet i desember i fjor.
Krigen i landet brøt ut etter en langvarig maktkamp mellom de to lederskikkelsene, som også står i spissen for Sør-Sudans to største folkegrupper, dinka og nuer.
Kiir har anklaget Machar for kuppforsøk, mens Machar hevder at Kiir er på vei til å bli en diktator og har krevd hans avgang.
En talsmann for Machar sa til tidligere på dagen at det var «usannsynlig» at de to ville møtes allerede fredag, og at partene først ville ha egne samtaler med Etiopias statsminister Hailemariam Desalegn, som leder forhandlingene som foregår i regi av den regionale samarbeidsorganisasjonen IGAD.
Sent fredag kveld kom det imidlertid meldinger om at samtalene var i gang.
Press
Partene undertegnet en avtale om våpenhvile også i januar. Denne var ment å vare i minst fem uker, men ble brutt drøye fire uker senere.
I opptakten til møtet hevdet opprørerne at kampene har fortsatt med full styrke i Sør-Sudan, til tross for at Salva Kiir hadde gitt sine styrker ordre om våpenhvile.
Talsmann for regjeringshæren Philip Aguer sier at de siste kamprapportene han har fått, er fra torsdag.
Verdenssamfunnet har lagt sterkt press på partene for å få en ende på krigen før giverlandene samler seg til en giverkonferanse for Sør-Sudan i Oslo om knapt halvannen uke.
– En av grunnene til at forhandlingene omsider er kommet på glid, er behovet for å kunne vise til en framdrift i prosessen under giverkonferansen, sier forsker og Sudan-kjenner Øystein Rolandsen til NTB.
Sjokkrapport
Torsdag la FNs fredsoperasjon i Sør-Sudan (UNMISS) fram en rapport som gir et detaljert innsyn i det som har utspilt seg i Sør-Sudan de siste fem månedene.
Ifølge FN har begge parter stått bak grufulle krigsforbrytelser og brudd på menneskerettighetene, og i rapporten blir drap, voldtekter, seksuell vold, tvungne forsvinninger og fengslinger listet opp.
Utenriksminister Børge Brende, som selv besøkte Sør-Sudan denne uka, sier at han er sjokkert over innholdet i rapporten.
Norge har i flere tiår vært blant de landene som har vært mest involvert i Sør-Sudan.
