到了七月，馬嘉理事件似乎還在原地踏步。威妥瑪發現，總理衙門的人，沒一個是認真辦事的，在沒完沒了的推脱、推卸、推諉、搪塞、虛晃中，時間一天天過去。威妥瑪在日記中，生動地描述了總理衙門的大臣是怎樣議事的：“凡各國使臣至總理衙門，必具酒果，王大臣以次陪客同坐，一若以飲食為交涉之要務也。又中國雖事權不歸一，然大臣仍不敢各抒己見，每使臣發一議論，則各人以目相視，大臣視親王，新入署之大臣又視舊在署之大臣，若王一發言，則各人轟然響應，亦莫非是言。若親王不言，諸大臣必不敢先言也。”這種場面，凡官場中人，都不會覺得陌生。
不過，總署的人也有自己的理由，他們覺得洋人脾氣惡劣，不可理喻。崇厚就批評威妥瑪：“威妥瑪的談話是不能當真的——一會兒這個，一會兒那個——今天説是，明天又説否……暴怒、憤慨、咆哮，任性而發，使我們只好不理。”雙方的思想、文化、語言、習性都格格不入，對起話來，就像隔着一座喜馬拉雅山。
威妥瑪指責總署：“總署向來辦事多是含混敷衍，不獨此一件事！無論何事都是往返商量多日尚無定見，似此如何辦得事的！”他聲稱，既然總署沒有誠意，他只好離京，前往上海。路經天津時，李鴻章約他七月九年級會晤。
當日，威妥瑪到衙門拜訪李鴻章，按照督撫衙署規定，凡有客至，先由門役通知號房，再由號房通知門房，由門房再通知簽押房。威妥瑪性急煩躁，等了一會，滿頭大汗，大叫：“不能殺我，殆將渴死我耶！”大怒而去。第二天，李鴻章親自到英國駐津領事館回訪，為昨日開門略遲道歉。
威妥瑪直接質問李鴻章，究竟有無資格辦理此事：“中堂如是奉旨辦理此事，或總理衙門有信請中堂辦理，此事我自然應與中堂商辦;倘或不然，只好談論，不能商辦。”
李鴻章依然保持微笑，肯定地説：“我是通商大臣，專辦交涉事務，雲南欽差又是我的胞兄，商辦既可，談論亦可。”
威妥瑪説：“雲南之案並非通商事件，今中堂這麼説，自然是未奉旨辦此事。我們亦可細細談論。”
李鴻章説，你可以當我是旁人閒論，不妨將心裏意思照實告知，不要説虛假話。他的談判藝術，時而小溪潺潺，時而飛流直下，時而板起面孔，時而又嬉皮笑臉打痞子腔，張弛節奏，把握得非常到位，而且他能扣緊關鍵，言之有物，不拘小節，肯負責任，折衝調和能力頗佳，洋人都願意與他打交道。
威妥瑪把雲南當地緬商和柏郎的信函，交給李鴻章過目，裏面對騰越官員如何派兵阻路，如何迎擊柏郎，如何殺死馬嘉理，有詳盡的描述。李鴻章仍堅持説，阻路的是當地團練，不是官兵。威妥瑪反駁：“穿號衣的如何不是官兵？”
李鴻章一時語塞，只好勸威妥瑪少安毋躁，現已派欽差查辦，大概年底總可以辦完。威妥瑪聲色俱厲地呵斥：“自咸豐十一年到今，中國所辦之事越辦越不是，就像一個小孩子活到十五六歲，倒變成一歲了。”他又説：“總署向來遇事，總雲從容商辦，究是一件不辦。今日騙我，明日敷衍我，以後我斷不受騙了。中國辦事哪一件是照條約的！如今若沒有一個改變的實據，和局就要裂了。令兄到雲南也不能定如何辦法！”
李鴻章説，兩國相交，全靠條約。條約如何可以改變？除條約外如何可作改變憑據？中國曆年所辦之事，若皆不照條約，你是英國欽差，怎麼會答應呢。威妥瑪説：“中國有許多事不照條約，非止一端，非止一日，比如商貨完税後到處百方抽釐，名曰華商捐釐，無非洋商暗損。”
李鴻章説：你不要盡聽洋商之言，怎樣抽税捐釐，這是中國自主之權，你豈視中國不當自主之國？威妥瑪馬上尖刻地説：“丹國是一個極小國，我國還許他自主，何況中國？但中國自周朝以來常説內修外攘，試問至今內修若何？外攘能否？今不改變一切，恐終不能自主，非獨我一人意見，各國官民皆如此説。”這番話雖然難聽，卻一針見血，道出實情。威妥瑪説得興起，愈發口沒遮攔：“中國改變一切，要緊尤在用人，非先換總署幾個人不可。”
李鴻章變色説：“國政非爾等所能干預！”
威妥瑪抱怨：“我在中國辦事三十餘年，無時不幫中國相商，而今我心已灰透了，物極必反亦不能怪我。”最後他拋下一句狠話：英國與中國“恐一定是絕交樣子”。李鴻章事後形容，威妥瑪在會談中“氣焰甚張，語意過於激烈，恐難挽回”。
……
夏天的煙台，風和日麗，海風習習，大沽河波光粼粼。外表祥和平靜，內裏充滿危疑震懼。威妥瑪邀請李鴻章登上英國軍艦觀操，人們又紛紛勸李鴻章，千萬不能踏足英國輪船，當年兩廣總督葉名琛，就是一上英船，便從此杳無蹤影了。李鴻章呵呵一笑，毫不介懷，坦然上了英國軍艦。威妥瑪握着他的手説：“吾今服矣。”
朝野和各國都緊盯着這次中英會談。李鴻章在談判前，揚言這次談判，最終結果要與修改《天津條約》結合起來，因為《天津條約》的簽署國除英國外，還有美、法、俄等國，他們對英國這次單獨向中國索取權益，深感不滿，這時各國外交官大都聚集在煙台避暑，李鴻章正要利用他們，對英國施壓，令其不敢過分要價。
與威妥瑪的談判，從七月九年級開始，歷時二十多天。威妥瑪的態度，有所改變，雖然放棄了要提岑毓英到京審訊的要求，但其他方面，態度依然強硬。他對李鴻章説：“我在中國當了七年駐京大臣，受盡文(祥)中堂磨折，慪氣已多，今文中堂去世，又有沈(桂芬)中堂辦事，也是一樣路數，無非薄待洋人，欺瞞哄騙，不免有種種爽約之處。外省如閩督，藐視洋官，南洋沈(葆楨)制台於梅正使往晤時，事事不受商量。十八省官員，大約皆一般見識。我想若要改變，除非照咸豐十年辦法，英打到京城，那時或可改心。此案若問真正罪人，不是野番，不是李珍國，也不是岑(毓英)撫台，只是中國軍機處。”
德國公使出面斡旋，幾經談判，七月二十六日，中英雙方簽訂《煙台條約》。條約內容，概分三部分，一為“昭雪滇案”，二為“優待往來各節”，三為“通商事務”。最重要的條款包括：清廷派員到英國道歉;賠償英國二十萬兩銀;英國可派員到雲南駐寓，察看通商情形，準備開辦通商;增開宜昌、蕪湖、温州、北海為通商口岸;租界免收洋貨厘金;洋貨運入內地，不論中外商人都只納一次子口税，全免各項內地税;英國可派員觀審中國各地涉及英人生命財產案件;英國可派員由甘肅、青海或四川進入西藏，以抵印度。
這份條約，與李鴻章經手的其他條約一樣，照例招來“賣國”的批評。有人認為允許洋貨進入內地，是對土貨的打擊;有人批評讓英國人旁聽涉及英人生命財產案件，是破壞中國的司法權;也有人宣稱開放通商口岸是對中國的經濟侵略。這些批評，細細推敲，大都站不住腳，在全球商業時代，關起國門，並不是保護土貨的良法，把通商看成洪水猛獸，更是愚不可及。允許觀審，亦並不等於破壞司法權，讓英人旁聽與英人有關的審案，合情合理，總署最初不肯接受，更多是出於面子原因。
但《煙台條約》也絕不是一份平等的條約，它只單方面予以英國權益，而中國沒有對等地獲得相同權益。但這次談判，本來就不是在和平、平等的條件下進行的，而是帶有對中國的懲罰性質。由於美國、俄國、德國、法國均不滿意英國單方面行動，這個條約，直到光緒十一年(1885)才獲英國政府批准。
條約簽訂之後，等了一年多的郭嵩燾，終天在十月十七日由上海起程，登上了前往英國的輪船，出任駐英使節。這是中國第一個派駐國外的外交使團，具有強烈的象徵意義，表明中國願意成為國際大家庭的一員，願意按照國際慣例行事。從文化上看，也就是不再堅持“用夏變夷”的主張了。當時許鈐身已改派為出使日本欽差大臣，郭嵩燾提名刑部員外郎劉錫鴻頂了許鈐身的位置，充當赴英副使。這個人，後來為郭嵩燾造成了巨大的麻煩，甚至讓李鴻章差點陰溝翻船。
對李鴻章處理這次危機的手法，美國歷史學家在1910年完成的《中華帝國對外關係史》一書中，給予很高的評價：
在李鴻章身上，中國找到了一個政治家，因為他看出他的國家的實際需要，並且，只要他能夠保全一位同僚免於受辱，同時又能夠放手談判的話，他是敢極大膽地放棄一些自尊的小節的;在芝罘(煙台)，他做過了沒有一箇中國大臣以前曾經做過的事，就是以後也很少有這樣做的——他負起責任，並且甘冒漢人和滿人的不可調和的批評的仇視。
李鴻章對這份條約，大致還算滿意。條約簽訂一個月後，他給丁寶楨的信中，樂觀地説：“人第見添開口岸，滇蜀駐員，謂通商之患將無底止。不知中土門户早已洞開，即添數口，利害各半……幸將前請覲見及王公往來、土貨準華洋商人領單免釐各節，概行抹去，於國體、餉源尚無甚窒礙。從此妥為駕馭，二十年內或不至生事耳。”
李鴻章希望用條約換來二十年太平日子，讓中國有一個和平發展的機會。如果真有這二十年，中國可以做些什麼？李鴻章已做出了展望：
惟中國積弱由於患貧。西洋方千里數百里之國，歲入財賦動以數萬萬計，無非取資於煤鐵五金之礦、鐵路、電報、信局、丁口之税。酌度時勢，若不早圖變計，擇其至要者逐漸仿行，以貧交富，以弱抵強，未有不終受其弊者。
但是，歷史會給他二十年太平日子嗎？
