那一邊，列強也在思量著向中國索取多少賠款合適。剛被解救出來的各國駐華公使組織了英、德、比、荷四國組成的“賠款委員會”，專門負責研究中國賠款的標準、範圍。後來為了給“賠款委員會”提供研究依據，美、德、法、日四國又組成了“中國財政資源調查委員會”，調查中國物產、財力和賠償能力。
和談交鋒正式展開。清政府首先發招，以籌集賠款為名，要求提高中國海關稅率。關稅主要是針對各國輸華商品和外國在華商人，稅率的提高對清政府有利而對外國有害。結果，各國強烈反對中國提高關稅。
列強反過來要求清政府向廣大百姓加捐加稅，搜刮對外賠款。清政府也強烈反對這個要求。盛宣懷就認為國家已經“庫儲一空”，如果賠款太多，朝廷必然力不從心。“或謂中土民物蕃庶，不難搜括。然中國千百年來取民甚薄，若一朝苛索，恐民心思亂，積怨生事。”老百姓本來就對苛捐雜稅怨聲載道——這也是義和團狂飆興起的重要心理基礎，如果進一步加捐加稅，必然激發國內矛盾。但是，列強不依不饒，逼迫清政府在國內籌集賠款。對此，清政府訓令中國駐各國公使向駐在國政府表示，若按列強要求加賦百姓，“必激民變，中國不能允”。中國要求列強酌情減少賠款數額，放寬中國支付的年限要求，讓中國有充分的時間籌集。
4月19日，列強正式向清政府提出了中國賠款金額：4億5千萬兩白銀。
李鴻章當即明確表示金額太大，中國難以承受。
各國公使則稱：“各國隻索實用之數，並無虛開。”明明是漫天要價，列強卻還敢說一點都沒多要。
李鴻章展開外交公關，希望能大幅削減賠款金額。他分別會晤了英、美、日等國駐華公使。美國公使康格向李鴻章表示，美國政府承認中國的財務狀況最多隻能承擔3億1千萬兩白銀，並答應“擬向各國勸減”。這讓清政府對美國的“勸減”產生了期望。同時，清政府向各地督撫征求賠款意見。湖廣總督張之洞分析說八國聯軍侵華戰爭，並非圖利而來，因此中國隻要據理交涉，應該能夠減少金額。張之洞認為4億兩白銀比較恰當。兩江總督劉坤一則認為可以不給各國“現銀”，借此緩解中國的財政壓力。綜合各方麵的意見，清政府給李鴻章、奕劻等人下達任務，要求將賠款減至美國公使所說的3億1千萬兩白銀，同時讓列強“勿索現銀”。既然不是支付現錢而是延期支付，朝廷進而要求李鴻章等人將支付年限拉長，爭取低利息。
李鴻章、奕劻表示，將不遺餘力與列強“竭力磋磨，爭得一分是一分”。
李鴻章等人不管怎麼軟施硬磨，都掩蓋不了朝廷外強中幹的本質。列強緊緊抓住了朝廷的七寸，知道慈禧太後等人急於返回北京恢複對全國的統治。在談判桌上，駐華公使處於絕對優勢的地位，不耐煩清政府的討價還價，多次威脅李鴻章等人，逼迫清廷在7月1日前公開下旨接受4億5千萬兩賠款，利息四厘。在此基礎上，外國軍隊才從北京撤軍。如果清政府到期不接受，外國軍隊就繼續占領北京等地，還要清政府支付占領費用。德國駐華公使穆默就揚言，等華北炎熱的夏季來臨，各國就不便撤兵，最早也要九、十月以後再說了，需要請政府支付更多的軍費。
列強的強硬態度關閉了討價還價的大門。李鴻章、奕劻認為“兩宮急盼撤兵，方議回鑾”，如果不接受列強的賠款條件，各國不肯撤軍，太後和皇上就不能回京。而且八國聯軍多留華一天就向中國多索取百萬軍費，拖延到秋後中國要額外多賠上億兩白銀。他們建議無奈接受。
5月26日，朝廷致電議和大臣李鴻章、奕劻，明確稱：“各國賠款共四百五十兆，四厘息。著即照準，以便迅速撤兵。”
三
1901年（光緒二十七年，農曆辛醜年）9月7日，慶親王奕劻、直隸總督李鴻章代表清政府，與英國、美國、日本、俄國、法國、德國、意大利、奧地利、比利時、西班牙、荷蘭11國公使在北京正式簽訂喪權辱國的《辛醜各國和約》（簡稱《辛醜條約》）。
《辛醜條約》由12款正文和19個附件組成。主要內容如下：
一、賠款。中國賠款白銀4億5千萬兩白銀。這個數目相當於當時中國的總人口。列強等於給全體中國人人均“罰銀”一兩，以示侮辱。清政府短期內根本拿不出如此巨額的賠款，《辛醜條約》就規定中國賠款分39年還清，年息4厘，本息共計9億8千萬兩，以海關稅、常關稅和鹽稅作擔保。關稅和鹽稅是清朝政府最主要的財政收入，現在成了賠款的抵押物，等於把自己的錢袋交到了外國人手裏。列強據此左右了中國財政。
二、將北京東交民巷劃定為使館區，區內禁止中國人居住，由各國派兵駐守。這就讓使館區成了“國中之國”，惡性擴大了在華外國人的特權。
三、拆除大沽及有礙北京至渤海通道的所有炮台，外國可在自山海關至北京沿線鐵路的12個地方駐紮軍隊。想想看，外國大軍長期盤踞在中國腹地，而且幾乎占領首都及其附近的要地，中國的安全還怎麼保障？
四、清政府承諾鎮壓排外鬥爭，永遠禁止中國存在任何“與諸國仇敵”的組織，違者處死；地方官員必須保證外國人的安全，否則立予革職，永不敘用；義和團期間凡發生反帝鬥爭的地方，停止文武各等考試5年；懲治八國聯軍侵華期間站在義和團一邊的朝野官員，從中央到地方被監禁、流放、處死的官員共百多人。相反，清政府給徐用儀、許景澄等人平反昭雪。條約第二款第一條詳細規定了要懲辦和昭雪的人員名單：
端郡王載漪、輔國公載瀾，均定斬監候罪名，又約定如皇上以為應加恩貸其一死，即發往新疆，永遠監禁，永不減免；莊親王載勳、都察院左都禦史英年、刑部尚書趙舒翹，均定為賜令自盡；山西巡撫毓賢、禮部尚書啟秀、刑部左侍郎徐承煜，均定為即行正法；協辦大學士吏部尚書剛毅、大學士徐桐、前四川總督李秉衡，均已身故，追奪原官，即行革職。又兵部尚書徐用儀、戶部尚書立山、吏部左侍郎許景澄、內閣學士兼禮部侍郎銜聯元、太常寺卿袁昶，因上年力駁殊悖諸國義法極惡之罪被害，於西曆本年二月十三日，即中曆上年十二月二十五日，奉上諭開複原官，以示昭雪。
五、對德日兩國“謝罪”。因為克林德和杉山彬被害，清政府分派權貴大員赴德日兩國道歉。清政府還在德國公使克林德被殺之處建立牌坊，以示紀念。
六、將總理衙門改為外務部，班列六部之首，作為清政府與列強固定而通暢的外交渠道。
《辛醜條約》是一個徹徹底底的賣國條約，不平等條約。中國不僅要付出巨大的犧牲，而且要在財政、軍事、外交甚至思想上被外國政府所控製，必須貫徹外國人的意誌。尤其是鎮壓國內排外仇外言行的義務，讓清政府站到侵略者一邊對付本國百姓。近代革命家陳天華幹脆稱清政府為“洋人的朝廷”，條約的簽訂讓愛國誌士扼腕痛惜，紛紛站到了朝廷的對立麵，扛起了反清革命的大旗。
當然，《辛醜條約》中也有部分中性內容，比如改善水路河道、設立黃浦河道局等的規定。外國政府鑒於清朝遊離於現代外交製度之外，癡迷“天朝上國”的心理不願平等對外各國駐華公使，特地在附件中帶上了“覲見禮節說帖”。說帖規定清朝皇帝要在乾清宮正殿接見諸國使臣；諸國使臣呈遞敕書或國書時，清朝皇帝必須以親王乘轎的規格將使臣迎入大內，禮成後送回，來往都要派兵隊前往使館迎送；外國使臣所遞敕書或國書，皇帝必須親手接收；清朝皇帝宴請諸國使臣，應在大內之殿廷設備，皇帝要在座。外國政府從鴉片戰爭前後就開始爭取的公使和清朝皇帝的外交禮儀問題，至此被各國公使挾戰勝餘威用條約附件形式固定了下來。原本小事一樁的禮節問題要拖延半個多世紀才得以解決，後人從中似乎能窺見清朝近代以來頻繁品嚐外交失敗苦果的原因。
《辛醜條約》簽訂後，八國聯軍陸續從華北地區撤軍。但沙俄大軍依然盤踞東北，不受《辛醜條約》的約束。李鴻章簽訂又一個賣國條約後，一病不起，可還得拖著日益加重的病體和俄國公使談判東北撤軍問題。10月30日，李鴻章從俄國使館談判回來後病情加重，當夜胃部血管破裂，咯血半盂，血色紫黑，有大血塊。經過德國、美國大夫治療，李鴻章養病到11月5日病情似乎有所好轉。
5日早上，幕僚感到早早起床的李鴻章精神清爽。白天，李鴻章還和人談論公事和新聞，隻是吐字不太清楚，精神也有些恍惚。晚間，李鴻章吃了少量梨汁、藕汁，半夜中感到喉中有痰，呼吸帶喘。6日早晨，李鴻章的病情急轉直下。李鴻章的老部下、直隸布政使周馥聞訊趕到李鴻章暫息的賢良寺時，李鴻章已穿上殮衣，呼之不應、口不能語，進入彌留之際了。拖到7日中午，奄奄一息的李鴻章依然瞪著兩隻大眼睛，死不瞑目。周馥哭喊道：“老夫子有什麼心思放不下，不忍心離開啊？您經手沒有完成的事，我們後人會辦妥的。請放心去吧！”突然，李鴻章的嘴唇喃喃開合了幾下，沒說出話來，流下眼淚。周馥用手撫摸李鴻章的眼瞼，邊抹邊哭訴。李鴻章的雙眼這才合上。李鴻章終年78歲，因為簽訂了《辛醜條約》而飽受天下人謾罵。鋪天蓋地的罵聲甚至有來自朝廷內部的。
李鴻章曾在病榻上上奏朝廷：“臣等伏查近數十年內，每有一次構釁，必多一次吃虧。上年事變之來尤為倉促，創深痛劇，薄海驚心。”的確，清王朝屢次受辱，吃虧無數，又不思進取不學外交，最終被《辛醜條約》壓得喘不過氣來。李鴻章是清醒的，卻對國家的沉淪無能為力，所能做的就是盡其所能挽回部分損失，默默麵對潮水般的誤解與指責。
清朝政府在反省義和團和八國聯軍的教訓後，以上諭形式總結道：“追思肇禍之始，實由諸王大臣昏謬無知，囂張跋扈，深信邪術，挾製朝廷，於剿辦拳匪之諭，抗不遵行，反縱信拳匪，妄行攻戰，以致邪焰大張，聚數萬匪徒於肘腋之下，勢不可遏。複主令魯莽將卒，圍攻使館，竟至數月之間，釀成奇禍。”這其中有自我洗刷的成分，但基本是符合事實的。隻是後人要問，從鴉片戰爭開始就屢受打擊的清朝大小臣工，為什麼在付出了一筆筆高額學費後還不思悔改，到1900年了還“昏謬無知”，還“妄行攻戰”？