真如俄国人所料，清廷内部以李鸿章为首的那些议和派高官们见到这种阵势，真个是吓得尿了裤子，恐惧事态一旦扩大将无法收拾，于是集体上奏皇上，要求采取紧急刹车的办法。何谓“紧急刹车”？就是要求急忙召左宗棠回京，撤回西部的军队，如此事态才有挽回的余地。皇上是“众议难招”，只得勉强下旨欲将左宗棠召回。
这时，朝堂之外出现了一场很有意思的滑稽剧。英、法、美、意等国从自身的利益出发，纷纷出来“充当好人”，阻止双方战争的发生。他们害怕一旦战争果真打起来，会殃及自身在中国的既得利益。于是，各国公使开始频繁游说在清政府和沙俄之间，要求清朝政府释放崇厚，并督促双方暂缓用兵。在中国和沙俄之间愿意充当“第三者”做调停工作。
此时的清政府真正害怕开战，也就根本无意开战，只是为了做做样子来消除国民的舆论罢了。对于外国公使的调停，清政府正好送个顺水人情。1884年，崇厚捐献了白银三十万两为军费以赎罪，得以释放，以原官位降两级予以使用。
而实际上，当时的沙俄刚刚结束俄土战争，已经大伤了元气，国力远不如前，根本不可能与中国军队进行全面战略上的战争。双方真正打起来，俄国人碰到左宗棠这样的对手，必定如德国技师福克预料的结果。加之无论战争胜负，对俄国来说都将是一场深重的灾难。于是，他们只得准备在谈判桌上作出让步。
7月30日，曾纪泽及其随员抵达圣彼得堡。俄方以条约一经签订，不能更改为由，拒绝开议。几经交涉，才表示同意。8月23日，中俄双方举行首次改约会谈，曾纪泽提出交还伊犁全境，塔尔巴哈台、喀什噶尔交界仍照旧址，领事只添设嘉峪关一处，新疆贸易不能处处免税等六条“改约”意见。俄方认为这是“将从前之约全行驳了”，决定不以曾纪泽为谈判对手，另派沙俄代理外交大臣吉尔斯和布策来北京谈判，以便就近直接对清廷施加压力。清政府以李鸿章为首的朝廷最惧怕的就是恐吓。获悉吉尔斯和布策即将来华，“深恐大局不可收拾”，立即指示曾纪泽作出更大让步，力争在俄定议。10月2日，中俄圣彼得堡谈判复会。
在此后的长期谈判中，双方就交还伊犁、赔款、喀什噶尔与塔尔巴哈台界务、通商、松花江航行、添设领事等事项进行反复交涉。俄方代表恣意勒索，态度强横，动辙以“中国若仍不允，则不得在俄再议”相要挟。但通过曾纪泽“与俄外交部及驻华公使布策等反复辩论，凡数十万言”，据理力争。首先是废除了《里瓦几亚条约》。然后于光绪七年（1881）2月24日，曾纪泽在双方拟定的《伊犁条约》上签字画押，并签订了关于赔款交纳办法的专条、中俄《改订陆路通商章程》及其附件《俄商前往中国贸易过界卡伦单》。
纵观整个晚清的外交史，几乎形成了这样一个定式：只要侵略者一威逼，不管战事胜败，便派出和谈大使卑躬屈膝地乞和停战，最终都会以和侵略者签订丧权卖国的不平等条约为结束。但在与列强签订的几十个条约中，唯独有一个条约被清政府拒绝了，这就是《里瓦几亚条约》。这也是唯独一个没有由李鸿章直接参与谈判签订的条约。
如果不是左宗棠对收复新疆和伊犁有一个正确的宏观战略思想和正确的战术，如果不是左宗棠率领的军队有血战到底的勇气与胆略，如果没有全体新疆爱国志士乃至全国爱国将士和爱国民众的大力支持，是绝不会有《里瓦几亚条约》的终止和《中俄伊犁条约》的签订。同时，曾纪泽在整个谈判阶段亦付出了极大的智慧和艰辛。此条约一公布，世界舆论顿时哗然。
英、法、美等国的各大权威报纸均载文评论说：“中国的天才外交官曾纪泽创造了外交史上的一个奇迹，他迫使大俄帝国把已经吞进口里的土地又吐了出来。这是俄国立国以来不曾有过的事情。”
英国驻俄国公使德佛椤当日向英国外交部电告此事时称：“奇迹！中国的曾纪泽已迫使俄国做出了它未做过的事，把业已吞下去的领土又吐了出来！”(www.xing528.com)
法国驻俄公使商西则这样说道："无论从哪方面看，中国的曾纪泽创造的都是一个奇迹！”法国籍军官日意格的评价则是：“我没有看错，曾纪泽确是我接触到的所有外交官当中最优秀的一个！”
大学者、乾嘉学派的重要代表人物俞樾，在后来的一篇文章中，则用了十六个字来评价曾纪泽的这次外交功绩：“公踵其后，十易八九，折冲樽俎，夺肉虎口。”
《中俄伊犁条约》与《交收伊犁条约》相比，除赔款增加了四百万卢布外，在界务和商务方面，中国都争回了很大一部分主权。界务方面，在伊犁地区收回了特克斯河流域两万多平方公里的土地。在斋桑湖和喀喇额尔齐斯河下游地区的界线，改为在《里瓦几亚条约》界线与《中俄勘分西北界约记》所定原线之间“勘定新界”，中国收回了一部分领土。商务方面，俄国设立领事的地点，由七处缩减为二处：中俄陆路通商新疆至汉口一条路线，删除了嘉峪关至汉口一段；水路方面关于俄轮沿松花江航行到伯都讷的专条被删除了。
但是，该条约大部分保留了《交收伊犁条约》规定的商业特权。从根本上说，它和《交收伊犁条约》一样，都是有损中国主权和领土完整的不平等条约。
然而，不管如何，它却是近代中国唯一的一次所谓“外交的胜利”。
《中俄伊犁条约》签订后，沙俄又根据该约中关于修改南、北疆边界的原则规定，于1882年到1884年强迫清政府签订了《伊犁界约》、《喀什噶尔界约》、《科塔界约》、《塔尔巴哈台西南界约》和《中俄续勘喀什噶尔界约》等5个勘界议定书，分段重新勘定了中俄西段边界。沙俄通过《中俄伊犁条约》和上述这些勘界议定书，共割占了塔城东北和伊犁、喀什噶尔以西约7万多平方公里的中国领土。此外，沙俄还利用《中俄伊犁条约》，在1881—1884年间胁迫中国新疆居民10万多人“迁居”俄境。该条约严重地损害了中国领土和主权的完整，给西北边务、经济发展和人民生活造成了极大的恶果。
《中俄伊犁条约》签订后，负责军事指挥收复新疆的统帅左宗棠对这一条约态度内心颇为复杂。他一面说：“中俄和议，伊犁全还，界务无损。领事只设嘉峪关、吐鲁番两处，此外均作罢论，则商务亦尚相安。吉林俄船撤还，松花江不许俄船来往。”还对曾纪泽大加赞扬道：“劼刚此行，于时局大有裨益，中外倾心，差强人意也。[139]”然而，他在书信中十分悲愤地阐述道：“不料和议如此结局，言之腐心！”对于这样的结局，他致死也不甘心[140]！
光绪八年（1882），年迈70岁的左公担任两江总督，第五次向清朝政府奏请新疆建省，提出乘新疆收复伊犁和西征大军未撤之威，不失时机地建省设县。他说：只有这样才能顺应民心，有利于百废待举，恢复元气，实行切实有效的管理。左宗棠恳切陈词说服了清朝政府，同意着手在新疆建省。时任新疆巡抚的刘锦棠，制订了建省的具体方案。省会设于迪化[141]，下设镇迪道、伊塔道、阿克苏道、喀什噶尔道及以下设府、厅、州、县。伊犁仍设将军府，但不再统帅全疆的军政事务，政治中心移至迪化。
光绪十年（1884）11月16日，户部奏请添设新疆巡抚、布政使各一人，除刘锦棠任巡抚外，又调甘肃布政使任新疆布政使。从此，新疆省建立，正式纳入到了国家的行政管理体系之中。这一措施满足了左公多年的夙愿！这年，他已经是一位72岁的高龄老人了。
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