日俄战争之后，1906年11月7日，中日两国在北京会商，实际上是确认沙俄转让给日本在“南满”的权益。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匡，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。谈判伊始，奕匡就以年老事冗为词而离席，在以后的谈判中多请病假。瞿鸿则很少发言，中方谈判的全权代表实际上为袁世凯。谈判的大局是确认日本从俄国转来的中国“南满”权益，这是任何人也扭转不了的。但袁世凯等在谈判中，在承认日本获取权益的同时，极力限制和防止日本在东北权益的扩张。谈判伊始，日本代表先发制人，拿出一个十一条大纲作为谈判的基础。这个十一条大纲，除第1条日、俄军队撤出后由中国在该地方布置行政机关以维持地方秩序，第11条“满韩”交界陆路通商彼此应按照待最优国之例办理，第6条中国承认俄国转让给日本的“南满”利益外，其余8条或是对中国主权的干涉，或是对中国权益新的掠夺。
     对中国主权干涉的如第2条，“妥实保护外国侨寓商民之命产为宗旨，应将东三省向来所施治政即行从事改善”;第4条，“中国政府无论如何措辞，非经日本国应允，不得将东三省地土让给别国或允其占领”;第5条，要求中国在东三省16处开埠通商。掠夺中国新权益的有：第3条，中国政府在东三省各地方保护在日俄战争中阵亡的日军将士的坟茔以及立有忠魂碑之地;第7条，铁路经营权，中国政府应允战争期间日本非法修筑的由安东至奉天省城、奉天省城至新民屯的铁路仍由日本政府继续经营;第8条，森林砍伐权，中国政府将与朝鲜交界的中国鸭绿江沿岸的森林砍伐权让与日本;第9条，内河航行权，中国政府允许各国船只在辽河、鸭绿江、松花江以及各该支流任便驶行;第10条，渔业权问题，中国政府允将奉天省沿海渔业权让日本臣民。
     对日本干涉中国主权及对中国权益的掠夺，中国代表除第3条、第6条、第11条外或极力驳斥要求删去，或给予种种限制。如第2条，中国代表认为有日本干涉内政之意，应删去;第4条有碍中国主权应删去;第5条东北开埠通商问题，中国代表修改为由中国自行宣布为自开商埠，中国自定开埠章程;第8条，关于森林采伐权，中国代表进行限制，修正为：中国政府允许设一合办木植公司，应行划定采伐地界至地段广狭年限多寡;第9条，内河航行权问题，中国代表修正为“在指定开设商埠地方均可照内港行船章程办理”;第10条，渔业权问题，中国代表认为该地方人民以渔业为生，如让与日本则使他们无以生计，因此应该删去。

     除此之外，中国代表还向日本方面提出了七项要求，即：第一项，要求日本军队从速撤离，“应请日本国政府将现驻扎军队从速撤退，自日俄定约之日起，除旅大租界外于十二个月内一律全撤”。至于保护铁路之兵队，“由中国政府特选精锐分段驻扎巡护”。第二项，退还或赔偿侵占中国的公私财产，“中国政府为尊重主权起见，应请日本国政府将因变乱或军事，所有日本官民强占擅管中国各项公私权利产业地方，均即退出交还。若系有意损坏强取擅用公私财产，应有两国委员会会同查明，分别补还，以昭公允”。第三项，在日本军队尚未撤完之时，中国方面得以酌派军队驻扎，以弹压地方，防剿土匪。第四项，所有奉省所属铁路之矿产，无论已开未开，均应妥定公允详细章程，以便彼此遵守。第五项，“所有奉省已开办商埠暨难允开埠尚未开办各地方，其划定租界各办法，应有中国官员另行妥商厘定”。第六项，恢复中国营口主权，“营口向驻之中国官应立即饬令赴任视事，所有事权一如未经占据以前完全无缺”。第七项，交收奉天税捐，“日本国军官前代收奉天税捐等项，应即交还该地方官，以备地方善后之需”。
     由此可见，中国代表并非被动地接受日本方面提出的条件，而是极力维护中国主权和阻止日本对中国的进一步掠夺，并向日本提出我国的正当要求。
     谈判从1906年11月7日起，到12月22日签约，共持续了一个半月，会议进行了22次，签订了《中日会议东三省事宜》正约三款和附约十二款。正约三款实际上是中国政府承认日俄《朴斯茅茨条约》中关于沙俄转让给日本在“南满”的利益，这是中日谈判的主旨。附约十二款实际上是中日双方互相妥协的产物。在中国代表的斗争、妥协下，日本新的侵略要求得以部分实现。对照日方第一次会议提出的十一条要求，除第三款、第六款、第十一款为中国政府接受外，其余的或删去，或做了修正。日本方面从附约中取得的新权益主要是：第八款，“中国政府允南满洲铁路所需各项材料，应豁免一切税捐厘金”;第十款，即森林砍伐权，“中国政府允许设一中日木植公司，在鸭绿江右岸地方采伐木植，至该地段广狭年限多寡暨公司如何设立并一切合办章程，应另订详细合同”。日本原十一条方案中的第五条、第七条，经过中方的努力，做了修正：第五条是开埠通商问题，日俄军队撤离东北后，东北16处地方由“中国自行开埠通商”;第七条即非法修筑的铁路继续经营问题，体现在附约第六款中，“中国政府允将由安东县至奉天省城所筑造之行军铁路，仍由日本国政府接续经管，改为转运各国工商货物。自此路改良竣工之日起，以十五年为期，即至光绪四十九年止，届期彼此公请一他国公估人，按该路建制各物件估价售与中国。未售以前，准由中国政府运送兵丁饷械，可按东省铁路章程办理”。
     对中国代表提出的要求，日本方面也不得不部分接受。如附约第三款，恢复行使中国主权问题，“日本军队撤毕，则中国政府可得在各该地方酌派军队以维护地方治安。日本军队未撤退地方，倘有土匪扰害闾阎，中国地方官亦得以派相当兵队前往剿捕，但不得进距日本驻兵界限二十华里以内”;第四款，退还占有中国公私产业问题，“日本国政府允因军务上所必需，曾经在满洲地方占领或占用之中国公私各产业，在撤兵时悉还中国官民接受其属，无需备用者，即在撤兵以前亦可交还”;对于中国要求日本撤退护路兵的要求，日本百般狡辩，提出前提条件，附约第二款“如俄国允将护路兵撤退，或中俄两国另有商订妥善办法，日本政府允即一律照办……”
     实际上是不撤退其护路兵，这就为其将一部分军队留在东北找到了合法的依据。总之，中日关于东三省的谈判斗争是相当激烈的，以袁世凯为首的中国代表为恢复行使我国在东北的主权，抵制日本的进一步掠夺做出了一定努力。但在当时的历史条件下，在日本以战胜国和“示恩”于中国的姿态与中国谈判的前提下，虽然中国代表竭尽全力，但仅通过外交谈判不可能完全制止日本对中国进一步掠夺。
     关于中日谈判的情况，参与谈判的曹汝霖后来回忆说：“后商旅大租借权问题，袁全权说，应将俄国已享之年限扣除，为日本继承之年限。小村(日本外务大臣小村寿太郎——引者)略有辩论，即同意袁全权的意见……后袁全权提议铁路附属地，日本人经商应有范围，驻兵应有限制。驻兵目的为护路，不能随时增加。小村谓虽为护路之用，亦有保护侨民之任务，故不能加以限制。袁全权谓保护日本侨民，中国同负责任，何必多派兵……”
     对于袁世凯在谈判会议中极力维护中国主权的主张和行为，日本方面大为不满。会后，小村对曹汝霖说：“此次我抱有极大希望而来，故会议时极力让步，我以为袁宫保必有远大见识眼光，对于中日会议后，本想与他作进一步讨论两国联合对抗俄国之事，不意袁宫保过于保守，会议时咬文嚼字，斤斤计较，徒费光阴，不从大处着想。”
     从日本人的反应来看，袁世凯在谈判中确实为维护中国权益使之少受侵夺做了努力。曹汝霖的回忆，与《清光绪朝中日交涉史料》、《清季外交史料》所载会议记录是一致的，因此是可信的。
     尽管袁世凯在中日谈判中极力维护中国权益，使之少受损失，将日本的权益限制在一定的范围之内，但日本从来是不讲信用的，条约对其的约束力是有限的。尤其是日本以打败俄国后以“示恩”于中国自居，对中国步步进逼。不久日本又与俄国和解，日、俄协调一致，共谋侵夺我东北权益，引发东北危机、中华民族危机。关于东北危机的情形，如后来徐世昌等在考察东北的上奏中所说：“东三省比岁以来，叠遭变故，创巨痛深，为二百余年所未有。”“自日、俄战定，两强势力分布南北，一以哈尔滨为中心，一以旅顺大连湾为根据，囊括席卷，视同固有。名为中国领土，实则几无我国容足之地。且其开拓展布，有进无退。恐不数年间，而西则蔓延蒙古，南则逼处京畿，均在意计之内。盖根本既定，则以高屋建瓴之势，破竹而下，固地理形胜有以使之然也。事实至此，犹不亟图挽回之术，则此后大局益将无可措手。”
    
     
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