那一边，列强也在思量着向中国索取多少赔款合适。刚被解救出来的各国驻华公使组织了英、德、比、荷四国组成的“赔款委员会”，专门负责研究中国赔款的标准、范围。后来为了给“赔款委员会”提供研究依据，美、德、法、日四国又组成了“中国财政资源调查委员会”，调查中国物产、财力和赔偿能力。
和谈交锋正式展开。清政府首先发招，以筹集赔款为名，要求提高中国海关税率。关税主要是针对各国输华商品和外国在华商人，税率的提高对清政府有利而对外国有害。结果，各国强烈反对中国提高关税。
列强反过来要求清政府向广大百姓加捐加税，搜刮对外赔款。清政府也强烈反对这个要求。盛宣怀就认为国家已经“库储一空”，如果赔款太多，朝廷必然力不从心。“或谓中土民物蕃庶，不难搜括。然中国千百年来取民甚薄，若一朝苛索，恐民心思乱，积怨生事。”老百姓本来就对苛捐杂税怨声载道——这也是义和团狂飙兴起的重要心理基础，如果进一步加捐加税，必然激发国内矛盾。但是，列强不依不饶，逼迫清政府在国内筹集赔款。对此，清政府训令中国驻各国公使向驻在国政府表示，若按列强要求加赋百姓，“必激民变，中国不能允”。中国要求列强酌情减少赔款数额，放宽中国支付的年限要求，让中国有充分的时间筹集。
4月19日，列强正式向清政府提出了中国赔款金额：4亿5千万两白银。
李鸿章当即明确表示金额太大，中国难以承受。
各国公使则称：“各国只索实用之数，并无虚开。”明明是漫天要价，列强却还敢说一点都没多要。
李鸿章展开外交公关，希望能大幅削减赔款金额。他分别会晤了英、美、日等国驻华公使。美国公使康格向李鸿章表示，美国政府承认中国的财务状况最多只能承担3亿1千万两白银，并答应“拟向各国劝减”。这让清政府对美国的“劝减”产生了期望。同时，清政府向各地督抚征求赔款意见。湖广总督张之洞分析说八国联军侵华战争，并非图利而来，因此中国只要据理交涉，应该能够减少金额。张之洞认为4亿两白银比较恰当。两江总督刘坤一则认为可以不给各国“现银”，借此缓解中国的财政压力。综合各方面的意见，清政府给李鸿章、奕劻等人下达任务，要求将赔款减至美国公使所说的3亿1千万两白银，同时让列强“勿索现银”。既然不是支付现钱而是延期支付，朝廷进而要求李鸿章等人将支付年限拉长，争取低利息。
李鸿章、奕劻表示，将不遗余力与列强“竭力磋磨，争得一分是一分”。
李鸿章等人不管怎么软施硬磨，都掩盖不了朝廷外强中干的本质。列强紧紧抓住了朝廷的七寸，知道慈禧太后等人急于返回北京恢复对全国的统治。在谈判桌上，驻华公使处于绝对优势的地位，不耐烦清政府的讨价还价，多次威胁李鸿章等人，逼迫清廷在7月1日前公开下旨接受4亿5千万两赔款，利息四厘。在此基础上，外国军队才从北京撤军。如果清政府到期不接受，外国军队就继续占领北京等地，还要清政府支付占领费用。德国驻华公使穆默就扬言，等华北炎热的夏季来临，各国就不便撤兵，最早也要九、十月以后再说了，需要请政府支付更多的军费。
列强的强硬态度关闭了讨价还价的大门。李鸿章、奕劻认为“两宫急盼撤兵，方议回銮”，如果不接受列强的赔款条件，各国不肯撤军，太后和皇上就不能回京。而且八国联军多留华一天就向中国多索取百万军费，拖延到秋后中国要额外多赔上亿两白银。他们建议无奈接受。
5月26日，朝廷致电议和大臣李鸿章、奕劻，明确称：“各国赔款共四百五十兆，四厘息。着即照准，以便迅速撤兵。”
三
1901年（光绪二十七年，农历辛丑年）9月7日，庆亲王奕劻、直隶总督李鸿章代表清政府，与英国、美国、日本、俄国、法国、德国、意大利、奥地利、比利时、西班牙、荷兰11国公使在北京正式签订丧权辱国的《辛丑各国和约》（简称《辛丑条约》）。
《辛丑条约》由12款正文和19个附件组成。主要内容如下：
一、赔款。中国赔款白银4亿5千万两白银。这个数目相当于当时中国的总人口。列强等于给全体中国人人均“罚银”一两，以示侮辱。清政府短期内根本拿不出如此巨额的赔款，《辛丑条约》就规定中国赔款分39年还清，年息4厘，本息共计9亿8千万两，以海关税、常关税和盐税作担保。关税和盐税是清朝政府最主要的财政收入，现在成了赔款的抵押物，等于把自己的钱袋交到了外国人手里。列强据此左右了中国财政。
二、将北京东交民巷划定为使馆区，区内禁止中国人居住，由各国派兵驻守。这就让使馆区成了“国中之国”，恶性扩大了在华外国人的特权。
三、拆除大沽及有碍北京至渤海通道的所有炮台，外国可在自山海关至北京沿线铁路的12个地方驻扎军队。想想看，外国大军长期盘踞在中国腹地，而且几乎占领首都及其附近的要地，中国的安全还怎么保障？
四、清政府承诺镇压排外斗争，永远禁止中国存在任何“与诸国仇敌”的组织，违者处死；地方官员必须保证外国人的安全，否则立予革职，永不叙用；义和团期间凡发生反帝斗争的地方，停止文武各等考试5年；惩治八国联军侵华期间站在义和团一边的朝野官员，从中央到地方被监禁、流放、处死的官员共百多人。相反，清政府给徐用仪、许景澄等人平反昭雪。条约第二款第一条详细规定了要惩办和昭雪的人员名单：端郡王载漪、辅国公载澜，均定斩监候罪名，又约定如皇上以为应加恩贷其一死，即发往新疆，永远监禁，永不减免；庄亲王载勋、都察院左都御史英年、刑部尚书赵舒翘，均定为赐令自尽；山西巡抚毓贤、礼部尚书启秀、刑部左侍郎徐承煜，均定为即行正法；协办大学士吏部尚书刚毅、大学士徐桐、前四川总督李秉衡，均已身故，追夺原官，即行革职。又兵部尚书徐用仪、户部尚书立山、吏部左侍郎许景澄、内阁学士兼礼部侍郎衔联元、太常寺卿袁昶，因上年力驳殊悖诸国义法极恶之罪被害，于西历本年二月十三日，即中历上年十二月二十五日，奉上谕开复原官，以示昭雪。
五、对德日两国“谢罪”。因为克林德和杉山彬被害，清政府分派权贵大员赴德日两国道歉。清政府还在德国公使克林德被杀之处建立牌坊，以示纪念。
六、将总理衙门改为外务部，班列六部之首，作为清政府与列强固定而通畅的外交渠道。
《辛丑条约》是一个彻彻底底的卖国条约，不平等条约。中国不仅要付出巨大的牺牲，而且要在财政、军事、外交甚至思想上被外国政府所控制，必须贯彻外国人的意志。尤其是镇压国内排外仇外言行的义务，让清政府站到侵略者一边对付本国百姓。近代革命家陈天华干脆称清政府为“洋人的朝廷”，条约的签订让爱国志士扼腕痛惜，纷纷站到了朝廷的对立面，扛起了反清革命的大旗。
当然，《辛丑条约》中也有部分中性内容，比如改善水路河道、设立黄浦河道局等的规定。外国政府鉴于清朝游离于现代外交制度之外，痴迷“天朝上国”的心理不愿平等对外各国驻华公使，特地在附件中带上了“觐见礼节说帖”。说帖规定清朝皇帝要在乾清宫正殿接见诸国使臣；诸国使臣呈递敕书或国书时，清朝皇帝必须以亲王乘轿的规格将使臣迎入大内，礼成后送回，来往都要派兵队前往使馆迎送；外国使臣所递敕书或国书，皇帝必须亲手接收；清朝皇帝宴请诸国使臣，应在大内之殿廷设备，皇帝要在座。外国政府从鸦片战争前后就开始争取的公使和清朝皇帝的外交礼仪问题，至此被各国公使挟战胜余威用条约附件形式固定了下来。原本小事一桩的礼节问题要拖延半个多世纪才得以解决，后人从中似乎能窥见清朝近代以来频繁品尝外交失败苦果的原因。
《辛丑条约》签订后，八国联军陆续从华北地区撤军。但沙俄大军依然盘踞东北，不受《辛丑条约》的约束。李鸿章签订又一个卖国条约后，一病不起，可还得拖着日益加重的病体和俄国公使谈判东北撤军问题。10月30日，李鸿章从俄国使馆谈判回来后病情加重，当夜胃部血管破裂，咯血半盂，血色紫黑，有大血块。经过德国、美国大夫治疗，李鸿章养病到11月5日病情似乎有所好转。
5日早上，幕僚感到早早起床的李鸿章精神清爽。白天，李鸿章还和人谈论公事和新闻，只是吐字不太清楚，精神也有些恍惚。晚间，李鸿章吃了少量梨汁、藕汁，半夜中感到喉中有痰，呼吸带喘。6日早晨，李鸿章的病情急转直下。李鸿章的老部下、直隶布政使周馥闻讯赶到李鸿章暂息的贤良寺时，李鸿章已穿上殓衣，呼之不应、口不能语，进入弥留之际了。拖到7日中午，奄奄一息的李鸿章依然瞪着两只大眼睛，死不瞑目。周馥哭喊道：“老夫子有什么心思放不下，不忍心离开啊？您经手没有完成的事，我们后人会办妥的。请放心去吧！”突然，李鸿章的嘴唇喃喃开合了几下，没说出话来，流下眼泪。周馥用手抚摸李鸿章的眼睑，边抹边哭诉。李鸿章的双眼这才合上。李鸿章终年78岁，因为签订了《辛丑条约》而饱受天下人谩骂。铺天盖地的骂声甚至有来自朝廷内部的。
李鸿章曾在病榻上上奏朝廷：“臣等伏查近数十年内，每有一次构衅，必多一次吃亏。上年事变之来尤为仓促，创深痛剧，薄海惊心。”的确，清王朝屡次受辱，吃亏无数，又不思进取不学外交，最终被《辛丑条约》压得喘不过气来。李鸿章是清醒的，却对国家的沉沦无能为力，所能做的就是尽其所能挽回部分损失，默默面对潮水般的误解与指责。
清朝政府在反省义和团和八国联军的教训后，以上谕形式总结道：“追思肇祸之始，实由诸王大臣昏谬无知，嚣张跋扈，深信邪术，挟制朝廷，于剿办拳匪之谕，抗不遵行，反纵信拳匪，妄行攻战，以致邪焰大张，聚数万匪徒于肘腋之下，势不可遏。复主令鲁莽将卒，围攻使馆，竟至数月之间，酿成奇祸。”这其中有自我洗刷的成分，但基本是符合事实的。只是后人要问，从鸦片战争开始就屡受打击的清朝大小臣工，为什么在付出了一笔笔高额学费后还不思悔改，到1900年了还“昏谬无知”，还“妄行攻战”？