光绪元年夏五月，俄游历官索思诺等来兰州，言奉国主之命，欲与中国永敦和好，俟中国克复乌鲁木齐、玛纳斯，即便交还。左宗棠以闻。既而左宗棠以新疆与俄境毗连，交涉事繁，请旨定夺。帝命左宗棠主办。
三年，议修陆路通商章程。俄使布策欲於伊犁未交之先，通各路贸易。中国不允，仅允西路通商，而仍以交收伊犁与商办各事并行为言。俄人又以荣全张示激伊犁人民不遵俄令，乌里雅苏台官吏擅责俄人，江海关道扣留俄船，英廉擅杀哈萨克车隆，及徵收俄税，指为违约，谓非先议各事不可。会新疆南路大捷，各城收复，回匪白彦虎等窜入俄，中国援俄约第八款，请其执送。屡与理论，未决。
四年五月，命吏部左侍郎崇厚使俄，议还伊犁及交白彦虎诸事。十二月抵俄。五年二月，与俄外部尚书格尔斯开议。格尔斯提议三端：一通商，一分界，一偿款。而通商、分界又各区分为三。通商之条：一，由嘉峪关达汉口，称为中国西边省分，听其贸易；一，乌鲁木齐、塔尔巴哈台、伊犁、喀什噶尔等处，称为天山南北各路，妥议贸易章程；一，乌里雅苏台、科布多等处，称为蒙古地方，及上所举西边省分，均设立领事。分界之条：展伊犁界，以便控制回部；一，更定塔尔巴哈台界，以便哈萨克冬夏游牧；一，新定天山迤南界，以便俄属浩罕得清界线。崇厚皆允之，惟偿款数目未定。崇厚以闻，命塔尔巴哈台参赞大臣锡纶接收伊犁及分界各事。既议偿款卢布五百万圆，俄亦遣高复满等为交还伊犁专使。
崇厚将赴黑海画押回国，而恭亲王奕等以崇厚所定条款损失甚大，请饬下李鸿章、左宗棠、沈葆桢、金顺、锡纶等，将各条分别酌核密陈。於是李鸿章等及一时言事之臣交章弹劾，而洗马张之洞抗争尤力。略谓：“新约十八条，其最谬妄者，如陆路通商由嘉峪关、西安、汉中直达汉口，秦陇要害、荆楚上游，尽为所窥。不可许者一。东三省国家根本，伯都讷吉林精华，若许其乘船至此，即与东三省任其游行无异，是於绥芬河之西无故自蹙地二千里；且内河行舟，乃各国历年所求而不得者，一许俄人，效尤踵至。不可许者二。朝廷不争税课，当恤商民。若准、回两部，蒙古各盟，一任俄人贸易，概免纳税，华商日困；且张家口等处内地开设行栈，以后逐渐推广，设启戎心，万里之内，首尾衔接。不可许者三。中国屏藩，全在内外蒙古，沙漠万里，天所以限夷狄。如蒙古全站供其役使，一旦有事，音信易通，必撤藩屏，为彼先导。不可许者四。条约所载，俄人准建卡三十六，延袤广大，无事而商往，则讥不胜讥；有事而兵来，则御不胜御。不可许者五。各国商贾，从无许带军器之例。今无故声明人带一枪，其意何居？不可许者六。俄人商税，种种取巧，若各国希冀均霑，洋关税课必至岁绌数百万。不可许者七。同治三年新疆已经议定之界，又欲内侵，断我入城之路。新疆形势，北路荒凉，南城富庶，争硗瘠，弃膏腴，务虚名，受实祸。不可许者八。伊犁、塔尔巴哈台、科布多、乌里雅苏台、喀什噶尔、乌鲁木齐、古城、哈密、嘉峪关等处准设领事官，是西域全疆尽由出入。且各国通例，惟沿海口岸准设外邦领事。若乌里雅苏台等，乃我边境，今日俄人作俑，设各国援例，又将何以处之？不可许者九。名还伊犁，而三省山岭内卡伦以外盘踞如故，割霍尔果斯河以西、格尔海岛以北，金顶寺又为俄人市廛，约定俄人产业不更交还，地利尽失。不可许者十。”又言：“改议之道：一在治崇厚以违训越权之罪；一在请谕旨将俄人不公平，臣民公议不原之故，布告中外，行文各国，使评曲直；一在据理力争，使知使臣画押，未奉御批示覆，不足为据；一在设新疆、吉林、天津之防，以作战备。”疏入，命与修撰王仁堪等及庶吉士盛昱所奏，并交大学士等议，并治崇厚罪。
六年正月，命大理寺少卿曾纪泽为使俄大臣，续议各款。时廷臣多主废约，曾纪泽以为废约须权轻重，因上疏曰：“伊犁一案，大端有三：曰分界，曰通商，曰偿款。三端之中，偿款固其小焉者也。即通商一端，亦较分界为稍轻。查西洋定约之例有二，一则长守不渝，一可随时修改。长守不渝者，分界是也。分界不能两全，此有所益，则彼有所损，是以定约之际，其慎其难。随时修改者，通商是也。通商之损益，不可逆睹，或开办乃见端倪，或久办乃分利弊，是以定约之时，必商定年限修改，所以保其利而去其弊也。俄约经崇厚议定，中国诚为受损，然必欲一时全数更张，而不别予一途以为转圜之路，似亦难降心以相从也。臣以为分界既属永定，自宜持以定力，百折不回。至於通商各条，惟当即其太甚者，酌加更易，馀者宜从权应允。”