Наскоро пробежав текст ноты с японскими требованиями, Витте отложил его в сторону и вдруг заговорил совсем о другом. Он предложил подумать о сближении двух стран на основе общности интересов, которые, дескать, непременно обнаружатся, как только они договорятся о мире. Японцы были обескуражены, обсуждение этой темы не фигурировало в их инструкциях, с которыми они постоянно сверялись. Не были готовы к ней и члены русской делегации: это был чистейший экспромт, позволивший Витте немного разрядить напряжение. Впрочем, сам он действительно верил в возможность сближения и, в конечном счете, оказался прав, хотя умер, так и не узнав об этом.
Всю ночь Витте и его советники готовили ответ японцам. Получился объёмный документ, в котором Россия признавала Корею сферой преобладающих интересов Японии, соглашалась на передачу ей арендных прав на Ляодунский полуостров, двух третей ЮМЖД от Чанчуня до Порт-Артура, а также на вывод своих войск из Маньчжурии, но одновременно с выводом оттуда японских войск. Остальные японские требования Россия аргументированно отклоняла. Таким образом, соглашаясь передать Японии права лишь на те иностранные территории, которые она уже захватила, Россия фактически отказывалась признать себя побежденной.
К утру текст ответной ноты был готов. Возник вопрос о том, следует ли ее направить на утверждение в Санкт-Петербург или вручить японцам сразу под личную ответственность Витте. Члены русской делегации единогласно высказались за согласование текста с Центром, что неминуемо привело бы к задержке на несколько дней и могло быть воспринято японцами как признак неуверенности. Витте же, хорошо понимая, что рискует многим, решил передать ноту немедленно, отправив в Санкт-Петербург срочное сообщение о дате и времени ее вручения японцам. Текст русской ноты был отправлен в столицу отдельной телеграммой и, с учетом времени на трудоемкое шифрование, поступил в Центр позже сообщения о вручении ноты японцам, отрезав ему пути к отступлению.
В последующие дни стороны вели острые споры, в ходе которых потерявший самообладание японский представитель почти крикнул Витте: «вы говорите как победитель, хотя на самом деле являетесь побежденным». «Здесь нет победителей, а потому нет и побежденных», - ответил Витте. А потом разъяснил, что обсуждение требований о контрибуции, передаче российских кораблей и территорий было бы уместно, если бы японские войска стояли под Москвой, дав тем самым понять, что Россия готова продолжать войну. Чтобы убедить японцев, что он не блефует, Витте прямо у них на глазах отправил одного из сотрудников справиться о расписании пароходов в Европу. А потом довольный произведенным впечатлением повторял этот трюк еще не раз.
По просьбам японцев переговоры неоднократно прерывались, чтобы позволить им запросить новые инструкции из Токио. Витте в инструкциях из Санкт-Петербурга почти не нуждался, он запросил их всего два раза – по вопросам уступки Японии уже захваченной ею южной части Сахалина и согласия на признание ее безраздельного господства в Корее. По первому вопросу ему было приказано стоять до конца и ни пяди земли русского острова не отдавать, по второму его аргументы были приняты.
Исполняя инструкцию по вопросу Сахалина, Витте напомнил японцам о том, что этот остров был признан собственностью России по русско-японскому договору 1875 года. В ответ Комура заявил, что война отменяет все прежние договоры, тем самым создав в отношениях двух стран прецедент, уже в наше время использовавшийся российской дипломатией в переговорах о судьбе Южных Курил.
В целом, вопросы территориального урегулирования были согласованы на основе фактического признания прав Японии на те территории, которые она контролировала. В этой связи Витте справедливо сетовал на то, что за полгода после поражения под Мукденом русская армия в Маньчжурии не попыталась отвоевать хотя бы часть потерянных территорий.
Витте удалось добиться отказа Японии от унизительного требования об уплате контрибуции, в обмен на договоренность о взаимной оплате расходов на содержание военнопленных. При этом России, естественно, пришлось заплатить много больше: в японском плену оказалось около 72 тысяч русских военнослужащих, в то время как в русском плену не более 2,5 тысяч японских.
От требований о передаче интернированных в нейтральных портах русских военных кораблей и об ограничении русских военно-морских сил на Дальнем Востоке японцы отказались полностью.
В итоге остался несогласованным только вопрос о Сахалине. При этом добиться от японцев эвакуации уже захваченной ими южной части Сахалина было абсолютно нереально. А полномочий признать ее японской Витте не имел. Русская делегация начала готовиться к отъезду, когда в дело вмешался Рузвельт, направивший Николаю II личное послание и, наконец, добившийся его согласия на передачу южной части острова Японии. В итоге, Сахалин был разделен строго по 50 параллели, а запоздалое требование японцев об уплате «компенсации» за северную часть острова отвергнуто.