明治政府将琉球设藩，主要目的在于废除封建制度，进行中央集权，因此本打算对中国隐蔽此事，不欲挑起外交纷争。但是，当发生于1871年的琉球人在台湾南部被杀的“牡丹社事件”传到鹿儿岛后，鹿儿岛知事大山纲良向日本外务卿副岛种臣提出了征讨台湾的建议。同时，萨摩藩出身的陆军少将桦山资纪也向陆军少辅西乡从道提出积极处理“牡丹社事件”的意见书。明治政府借“牡丹社事件”侵略台湾，除了可以解决当时国内士族因维新改革而引发的种种不满，转移部分政府高层人士对于征韩的“执念”，以平息国内纷争之外，还有两个政治目的：第一，借机扩张国权、占领台湾的“蕃地”；第二，向中国明示琉球是日本的领土。(38)
    “牡丹社事件”后中日两国由英国驻华公使威妥玛(Thomas Wade)从中协调(39)，于1874年10月签订三条善后条款：
    一、日本国此次所办，原为保民义举起见，中国不指以为不是。
    二、前次所有遇害难民之家，中国定给抚恤银两，日本所有在该处修道建房等件，中国愿留自用，先行议定筹补银两，另有议办之据。
    三、所有此事两国一切来往公文，彼此撤回注销，永为罢论。至于该处生番，中国自宜设法妥为约束，以期永保航客，不能再受凶害。(40)
    中国愿意妥协而签订此互换条约的主要目的，在于让日本承认台湾“生番”亦属中国管辖，所谓“生番”之地并非“无主之地”，亦无放弃琉球的宗主权之意。(41)只是日本擅自解释，片面认为中国承认琉球是日本领土，于是大久保利通于1875年7月派遣内务大丞松田道之作为“琉球处分官”前往首里城，要求琉球断绝与中国的封贡关系、改用日本年号、废除福州琉球馆，并将军队驻扎于琉球。(42)日本此举不仅要断绝中琉宗属关系，也将琉球置于内务省管辖下，将琉球事务归属于日本内政事务。
    琉球不满明治政府断绝其与中国的宗属关系，光绪三年五月(1877年6月)，“琉球国王密遣陪臣赍咨赴闽，诉日本阻贡物”。(43)适逢中国将派遣首任驻日公使何如璋赴日，于是中国命令何如璋：“俟到日本后，相机妥筹办理。”(44)何如璋抵达东京后，在东京琉球藩邸的琉球官员向何陈情，至此中方才得知琉球被日本吞并。随后何如璋与日本外务卿寺岛宗则进行了十几次商议，主张琉球为中日两属，应恢复琉球与中国的封贡关系。但寺岛始终坚持琉球是日本的内政问题而不理会中国的要求。(45)光绪五年(1879)正月，日本再度派松田道之前往琉球，废琉球藩为县(46)，完成了日本所谓的“第二次琉球处分”，琉球成为日本冲绳县。
    中国将接受琉球请求帮助复国而展开与日本的一系列交涉称为“球案”。(47)在球案交涉中，日本借机提出修改《中日修好条规》。
    此时，日本驻天津领事竹添进一郎综合分析了得到的情报，认为对于球案和修约，日本应该采取的首选策略是：“断然破坏和平而开战，以兵力压倒中国，以威力屈服中国而缔结新约，使我国占有十足的权利。”但竹添又认为此时若全面对清朝发动战争，在财政上有困难，而且战争会中断正在持续增长的对华贸易，因此目前应当回避战争；而次选的策略是：以虚张声势的开战来威吓清朝，但可能引发中国对日本的反感，且此时清朝经过同治中兴，其军备已非十年前的状况，故日本开战亦无胜算。于是竹添的结论认为，目前只有对清朝让步。日本政府遂决议采取妥协方案(48)，而派人前往中国交涉。
    1880年3月，竹添进一郎受外务卿井上馨派遣，向李鸿章提出日方愿将琉球最南端两岛宫古岛与八重山岛划归中国，以划两国疆域，但条件是修改《中日修好条规》，允许日本商民进入中国内地经商贸易。与此同时，井上馨亦命令日本驻华公使宍户玑在北京与总理衙门商议此事。宍户于1880年8月24日向总理衙门提交日方提案：《中日修好条规》签订十年之期将至，而日本正与西方各国商谈修约，希望中国亦提前修约，增加“内地通商”及“一体均沾”等条款。其目的是便于日本在中国得享与西方各国相同的权益，同时不妨害日本与西方国家的修约进程。(49)
    对于日本趁火打劫般地要求修约，清朝内部出现了不同意见。张之洞上折建议在琉球与商务问题方面让步，“俾日不助俄为虐，琉球不过是寥寥荒岛，不如缓办球案，以博取日本欢心”。(50)李鸿章和总理衙门也考虑到：第一，“事已至此，在日本已算退让，恐别无结局之法”；第二，“割南岛以封琉王，并附益以首里王城，使得归其故宫祀其宗社”；第三，“现在事势中国若拒日本太甚，日本必结俄至深”，认为“此举既以存球，并以防俄”，所以同意与日本谈判“分岛改约”。于是，从8月中旬开始了分岛改约谈判。(51)
    相较于张之洞认为“日本商务可允，球案宜缓”的建议，陈宝琛则上奏：“球案不宜遽结，旧约不宜轻改。”在大臣意见分歧之下，光绪帝上谕：“事关中外交涉，不可不慎之又慎，李鸿章系原议条约之人，于日本情事，素所深悉，着该督统筹全局，将此事应否照总理各国事务衙门原奏办理，并此外有无善全之策，切实指陈，迅速具奏。”(52)
    李鸿章于11月11日上《妥筹球案折》，认为：
    同治十年，日本遣使来求立约，曾国藩始建议宜将均沾一条删去……嗣后该国屡欲翻悔，均经驳斥……本年二月间，日本人竹添进一(53)来津谒见，称其政府之意拟以北岛、中岛归日本，南岛归中国，又添出改约一节，臣以其将球事与约章混做一案，显系有挟而求，严词斥之，……旋闻日本公使宍户玑屡在总理衙门催结球案，明知中俄之约未定，意在乘此机会，图占便宜。……今则俄事方殷，中国之力暂难兼顾……惟有用延宕之一法……臣思中国以存琉球宗社为重，本非利其土地，今得南岛以封球，而球人不愿，势不能不派员管理，既蹈义始利终之嫌，不免为日人分谤。……所有日本议结球案、牵涉改约，暂宜缓允。(54)
    李鸿章奏折经过大臣、督抚等讨论后，朝廷下令由北洋、南洋大臣具奏，李鸿章与刘坤一认为：“原议商务一体均沾一条，为日本约章所无，今欲援照西国约章办理，尚非必不可行，惟此议因球案而起，中国以存球为重，若如所议，划分两岛，于存球祀一层，未臻妥善。”(55)于是光绪帝上谕：“着总理各国事务衙门王大臣，再与日本使臣悉心妥商，俟球案妥结，商务自可议行。”(56)中国最终达成须待球案解决后，再来商讨日本修约问题的决议。
    日本借伊犁问题及球案要求中国修约，手法并不光明，但这也是井上馨推动此轮对西方国家修约之际，附带对中国提出修约要求的联带动作，日方希望中国对日本商民增加内地通商条款及“一体均沾”条款，同时希望把领事裁判权从“相互”改成“片面”，并单独提高日本关税(57)，那么一旦日方与西方诸国完成修改《海关税则》而提高关税，并修改《警察规则》等条款而废除领事裁判权时，则即使《中日修好条规》尚在有效期限内，也能让中国与西方商民一体遵守关税税则及日本司法的管辖。(58)只是值此之际，比起中日关系，中方更加重视伊犁问题与中俄关系。在球案问题上，中国自始至终的目的都是让琉球复国，而非取得琉球岛屿，既然日本所谓的分岛案无法让琉球复国，则无须答应；日本已经通过“琉球处分”将琉球视为本国领土，自不可能同意中国“存球祀”的要求。如此，对中国而言，日方并未以重大利益来交换修约，却一味要求中国牺牲，故无论球案还是修约，都遭到中国拒绝。日本挟球案修约的意图遂以失败收场。
    围绕球案的交涉失败，对日本外交而言是一大打击。驻华公使宍户玑向日本政府提议：此时必须对清朝“加以一鞭”。(59)其他参与此次球案和修约交涉的日方官员如太政官大书记官井上毅，则更加强硬，他提议：第一，以武力强制清朝签约；第二，视清朝已经放弃对于琉球的异议，直接宣言日本拥有琉球全岛的权利。由于日本政府此时仍在回避与中国发生全面战争，于是打算采用井上毅的第二案，但外务卿井上馨为抗议中国的拖延政策，撤回公使以示抗议(60)，日本内阁并决议派遣军舰前往中国。井上馨在1881年2月4日给外务大辅的信中，提及日本内阁的氛围：若清朝开战则日本绝不避战，一旦战争，日本有十分的胜算。而日本媒体，如《邮便报知》也主张中国是可怕的邻人，今天日本的军备或已能抗衡“支那”。可见日本朝野均对中国产生了敌忾同仇的心理，且这样的倾向还在持续增强之中。(61)一旦日本的财政和军备足以抗衡中国，则日本将采取竹添进一郎此前提及的首选策略，以战争一举解决球案并获致日本满意的条约。