為了盡快結束眼前這場中外交涉，清政府無奈，隻好屈服於各國使節的壓力，向桂良等人頒發一顆關防，以昭誠信。在桂良等人與四國談判代表所進行的交涉活動中，第一個商定和簽字的條約就是中俄《天津條約》。作為簽約國的代表，俄國公使普提雅廷曾經充當清政府與英、法等國交涉的調解人，比較多地了解和掌握了清政府的弱點。同時他又盡可能地利用英、法侵略者武力占領大沽口，開進天津給清朝統治者造成的恐懼來迫使清朝政府談判代表接受他的無理要求。而他的同胞穆拉維約夫也在客觀上助了普提雅廷一臂之力。因為在剛剛簽訂不久的中俄《璦琿條約》中，穆拉維約夫逼迫清政府放棄根據1689年中俄《尼布楚條約》業已訂明為中國人所有的黑龍江北岸，並把一向在中國人管轄之下的烏蘇裏江以外地方留待日後解決。與割讓領土相比較，在清朝政府談判代表看來，普提雅廷的要求就溫和多了。因而，僅僅經過了一個星期的談判，雙方就於6月13日簽訂了條約。
中俄《天津條約》主要內容包括設有緊要公文，遣使臣親送到京。往來照會，均按平等。俄國商人可在上海、寧波、福州、廈門、廣州、台灣和瓊州等七處海口通商。若有事故發生，中國官員須與俄國領事官員，或與代辦俄國事務之人，會同分別辦理。俄國人若有獲罪者，其犯人應照俄國刑律科罪。天主教弛禁，中國於安分傳教習教之人，當一體矜恤保護，不可欺侮淩虐，亦不可於安分之人禁其傳習。中俄將從前未定明邊界，秉公查勘，立定憑據。京城、恰克圖二處之間設立驛站。俄國享有最惠國待遇。其實，最惠國待遇這一款就已經包括了俄國所要求的一切。
在中俄《天津條約》簽字後剛剛一天，從6月14日起中美《天津條約》談判就開始了。第一天，雙方討論的主要問題是使節訪問北京及租地的方式、通過港口進入國內等。桂良等清朝政府談判代表在這些問題上，不肯輕易讓步，一再討價還價，想方設法降低對方要求。但是，對方卻貪婪得很。在討論美國增開通商口岸的要求時，清朝政府談判代表說，俄國人在條約中隻補充了兩個港口，一個是在海南島的瓊州，一個是在台灣。這些新開港口也可以對美國人開放。但是美國政府談判代表並不以此為滿足，還要求中方開放汕頭和淡水。這一天，雙方談判了七個小時。第二天，又討論了五個小時。第三天，雙方持續了七個小時的激辯。到第四天才完成了初步的討論。
在談判的過程中，關於中國方麵最重視的使節駐紮北京的權利問題，美國政府談判代表們采取了一個折衷的辦法，既要求得到在中俄《天津條約》中清政府已經許給俄國的權利，遇有要事，不論何時，應準到北京暫住。又表示若係小事，不得因有此條，輕請到京。但是又另外規定，嗣後不論何時，清政府允準任何其他國家使節前往北京居住的權利，毋庸再行商議，這項權益，美國應立即均沾。
衛三畏和馬丁等人還硬在條約中塞進基督教弛禁這一條款，宣稱耶穌基督聖教，又名天主教，原為勸人行善，凡欲人施諸己者，亦如是施於人。嗣後所有安分傳教習教之人，當一體矜恤保護，不可欺侮淩虐，凡有遵照教規安分傳習者，他人毋得騷擾。而在談判此項條款時，衛三畏曾經要求給予傳教士們以更加廣泛的自由。由於清朝政府談判代表擔心這樣會給中國帶來十分嚴重的後果，堅決反對，所以遲遲未決。直到條約簽訂的前一夜，衛三畏徹夜未眠，還在琢磨如何才能把傳教寬容條款塞進中美《天津條約》。第二天早晨，他和丁韙良坐著轎子趕去與桂良談判，動用威嚇等手段，最後在字句上也作了些微小的變動，把準許傳教以條約的形式固定下來了。因而，對於衛三畏的此番舉動，美國國務卿曾給予較高評價。他認為：“首先，基督教世界將不能忘記，基督教弛禁這一寬大條款所以能列進我們的對華條款中，得力於你的地方，比任何其他人都要多些。”
在美國公使列衛廉的堅決要求下，於6月18日滑鐵盧戰役紀念日這一天，中美雙方簽訂了《天津條約》。批準書將在一年之內互換，但沒有指定換約地點。
雖然中法《天津條約》是最後簽訂的一個條約，但事實上這個條約的談判是緊接著中美《天津條約》的談判而來的，並且比中英《天津條約》談判還要短些。從6月15日開始，中法雙方談判代表就對法國人提出的各項要求進行討論。每天法國政府談判代表都要乘坐著轎子穿過天津全城去辦交涉。早晨，他就條約草案中所要討論的內容從法國全權大使葛羅那裏得到指令；傍晚，他向全權大使彙報已經取得的進展和為此他所付出的努力。總之，他們是要從中國人身上攫取更多的侵略權益。盡管清朝政府談判代表不甘心，也不情願遭受列強們如此深重的盤剝，蒙受侵略者們所帶來的如此巨大的屈辱，但是，在英國和法國的炮艦之下，在正對準咽喉的槍口麵前，也是一籌莫展。中國就像是一塊肥肉，受到披著外交官外衣的強盜們的大肆宰割和吞食。
在談判中，法國政府談判代表無理而又無賴的本來麵目淋漓盡致地表現出來。正像他們自己吹噓的那樣：由於清朝政府“欽差大臣派出來的代表都頑固異常，他們隻有在逼（迫）不得已時才逐步退讓，而且還要對已作的讓步喋喋不休，所以弄得不好，會議可能會往後拖。法國式的直率和狂怒在和中國式的狡猾與機智較量時得花很大的力氣。隻有一件事對我們是有利的，那就是高昂的穀價，它使居民感到激怒，並開始使中國政府感到擔憂。”因為英國和法國的戰艦進入天津，使正常的交通和貿易都受到極大的影響，甚至運送糧食的躉船也不到天津來了，這樣就造成了糧價暴漲，原來值40兩白銀的大米，這時忽然漲到了140兩。而英、法侵略者一天不離開天津，這種情況就不僅一天不會改變，而且隻能一天比一天嚴重。於是，法國政府談判代表便趁機大耍流氓無賴，“每到我們要求什麼東西時，中國方麵總是回答道：‘好吧！那麼我們離開總可以了吧！’而我們則給他們當頭一盆冷水說：‘還不走呢！’”