Возможны оба варианта. Более употребительно: двусторонний договор.

Предпочтительно: двусторонний договор.

Эти прилагательные не различаются по значению. Разница в употреблении заметна лишь в устойчивых сочетаниях: Двустороннее воспаление лёгких. Двухстороннее уличное движение. Двухстороннее соглашение. Двусторонний договор. Двусторонняя радиосвязь.

Часто эти морфемы взаимозаменяемы (как в случае со словами двусторонний и двухсторонний), но есть случаи, когда предпочтение отдается одному из вариантов (ср.: двувидовой, но не двухвидовой; двуединство; двухлетие). Такие слова проверяются по словарю.

Оба варианта возможны.

Варианты равноправны. Употребительность того или иного варианта в составе некоторых терминов (например, в сочетании двусторонние переговоры) определяется традицией.