日俄对马海战后，双方都迫切希望尽快和谈。俄国因为惨败，国内局势相当不稳，继续战争十分困难；而日本虽然取得胜利，但损失也相当大，而且欠下巨额战争借款，实在无力继续打下去，也愿意见好就收。日本秘密向美国总统罗斯福提出调停的要求，罗斯福乐于接受，条件是日本承认维持满洲的门户开放，并且把满洲的领土交给中国。当然，美国并非是为中国着想，而是满洲在中国人手中，美国的门户开放政策较易实现，美国资本也能够不受限制地进入。而满洲如果完全落入日本人手中，对美国未必是好事。
日俄双方于8月10日开始在美国新罕布什尔的朴次茅斯正式谈判。日本的胃口相当大，不仅要沙俄在朝鲜和满洲让步，还要求割让库页岛，赔款十二亿日元，把在中立港口避难的俄国军舰移交给日本以及限制俄国在远东的武装力量等等。这激起了俄国主战派的反对，坚持“不赔款，不割让俄国领土”，否则将与日本再决胜负。俄国虽然战败了，但并未损失一寸土地，在满洲的军队人数上仍然占据优势，如果彼此死磕下去，后果对双方都是灾难。谈判陷入僵局后，美国从中调停，促使双方都做了让步。二十多天后，日俄正式签订了《朴次茅斯和约》。和约规定，俄国承认朝鲜为日本的势力范围，把旅顺、大连租借权和东清铁路南端支线（长春到旅顺）的权益让给日本；把库页岛的一半（北纬50度以南）割让给日本，日本享有在俄国水域捕鱼的权利。为了兑现战前尊重中国主权的承诺，条约中规定，两缔约国互约，涉及中国的内容，须商请中国政府允诺。
日本国内舆论对战争的胜利已经作了铺天盖地的宣扬，吊起了国人的胃口。十年前的中日甲午战争，日本获大清赔银两亿三千万两，折日洋三亿四千多元，同时还有朝鲜独立和割让台湾、澎湖。而此次日俄之战，日军损失及战争经费都十几倍于甲午之战，却未得任何赔款，就是俄国人在满洲的铁路权益也未全部让与日本。《朴次茅斯和约》中规定：“俄罗斯政府允将由宽城子（长春）至旅顺口之铁路及一切支路，并在该地方铁道内所附属之一切权利财产，以及在该处铁道内附属之一切煤矿，或为铁道利益起见所经营之一切煤矿，不受补偿，且以中国政府允许者均移让与日本政府。”而由长春向北到哈尔滨，由哈尔滨往西到满洲里，往东到绥芬河段的东清铁路权益，仍然归俄国人。
日本谈判代表团最初提出的是整个东清铁路权益，但俄国人不答应，认为割让铁路的范围应以双方交战范围划定。在奉天会战时，日军派出了一支不到两百人的骑兵部队和两百人的所谓马队（即招抚的红胡子骑兵）长途奔袭，打算到哈尔滨去炸掉松花江上的大桥，以截断俄军的后方供应。但哈尔滨实在太远，路上又遇到俄军大兵团的增援部队，于是临时决定炸掉了宽城子（长春）南的新开河大铁桥，以阻滞俄军增援兵团的行军。因此双方的交战区最北就划定在宽城子，俄国转让给日本的东清铁路权益，也就以宽城子（长春）作为起点。
对这个谈判结果，日本人相当失望、愤怒，谈判代表团回国时，车站发生骚乱，代表团团长小村寿太郎险些被愤怒的浪人殴打。但和约已经签订，违约再战并不现实，日本朝野所希望的，就是在接下来的中日谈判中，能够获得新的权益。
中日之间的谈判，是从1905年11月7日开始的，地点在北洋公所。中方的谈判代表为：全权代表军机大臣兼总理外务大臣庆亲王奕劻，军机大臣兼署外务部尚书瞿鸿禨，直隶总督兼北洋大臣袁世凯。随员为署理外务部右侍郎唐绍仪、商部右参议杨士琦、外务部右丞邹嘉来、翰林院检讨金邦平、商部主事曹汝霖。日本全权代表为外务大臣小村寿太郎、驻中国公使内田康哉，随员为外务省亚洲局长山座元次郎三人。
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