В это время командование маньчжурской армии получило из Пекина приказ вернуться в Китай, и Толбузин воспользовался её уходом и решил вернуться в августе 1685 года в Албазин, вернее, на его пепелище. Его отряду фактически пришлось строить крепость заново, несколько ниже прежнего Албазина. На подмогу гарнизону прибыл отряд казаков и служилых людей численностью в 669 человек под командованием А.И. Бейтона, немца на русской службе. Новая албазинская крепость была построена, а вблизи неё засеяли хлебными культурами почти пятьсот десятин. Около года продолжалось спокойное житьё.
Маньчжуры появились у стен нового Албазина в июле 1686 года. Они сосредоточили здесь примерно шесть с половиной тысяч человек и 56 орудий. Силы нападавших и оборонявшихся были неравны. Албазин защищали всего лишь 526 человек, располагавших только двенадцатью пушками, но на этот раз нападение не застало защитников крепости врасплох: о приближении противника сообщила русская разведка. Защитники поклялись оборонять крепость до конца и без приказа Албазина не покидать. Бои за Албазин продолжались десять месяцев и носили ожесточённый характер. Все попытки овладеть крепостью оказались безрезультатными. Толбузин во время одного из боев получил смертельное ранение. После его кончины оборону крепости возглавил Бейтон, проявивший смелость и решительность.
Попытка маньчжур взять Албазин штурмом не удалась, и тогда неприятель решил перейти к длительной осаде. Во время осады крепости обе стороны несли внушительные потери. К осени 1686 года маньчжуры, увеличив свою армию под Албазином до десяти тысяч человек, предприняли новый штурм, но и он не принёс результата. Русские к тому времени потеряли значительную часть гарнизона, а потери маньчжур достигли двух с половиной тысяч человек.
Героическая оборона Албазина сорвала захватнические планы противника. Император Канси вынужден был изменить политику и прибегнуть к дипломатическим манёврам. Правительство циньского Китая при посредничестве голландского посла сообщило в Москву о своём желании начать с российской стороной мирные переговоры. Осенью 1686 года в Пекин прибыли русские послы Н. Венюков и И. Фаворов. В итоге непродолжительных переговоров маньчжурская сторона дала обещание снять осаду Албазина и дожидаться официального русского посольства.
Между тем маньчжурская сторона лукавила, её войска не сокращали свою численность и оставались на месте, удалившись от Албазина всего на четыре версты. Только в августе 1687 года они были отведены к своему укреплённому городку в устье Зеи.
Зимой того же года русские оказались в состоянии войны с Джунгарией, а в Забайкалье вторглись монгольские войска, которые возглавил Очира Саи-Хан. Их численность достигала двенадцать тысяч человек, тогда как все разбросанные по большой территории силы русских не превышали и двух тысяч.
Монгольские войска обзавелись с помощью циньского Китая огнестрельным оружием, пушками и пищалями. Монголы продвигались в сторону Иркутска, реально угрожая этому городу невдалеке от истоков Ангары. Чтобы усилить оборону Забайкалья сюда был направлен отряд московских стрельцов под командованием полковника Ф. Скрипицына. Командуя отрядом в пятьсот стрельцов, он провёл несколько удачных операций вблизи Удинска и у стен осаждённого Селенгинска, где монголам было нанесено сокрушительное поражение. А через некоторое время они потерпели также внушительное поражение от джунгар. Монгольские войска ушли в пределы северной Монголии и прекратили свои операции. Таким образом, обстановка на Дальнем Востоке существенно изменилась.
Это придало русской стороне уверенность в попытках урегулирования отношений с Циньской империей мирным путём. Поэтому правители маньчжурского Китая также решили пойти на переговоры с Россией, надеясь добиться миром удовлетворения своих территориальных претензий.
Мирные переговоры начались 12 августа 1689 года вблизи Нерчинска. Обстановка переговоров была крайне неблагоприятна для русской стороны, испытывавшей военное давление со стороны маньчжур. С русской стороны вели переговоры дипломат, боярин Ф.А. Головин, нерчинский воевода И.Е. Власов и подьячий С. Корницкий. Маньчжурскую сторону представляли Сонготу, воевода войска, располагавшегося под Нерчинском, Тун Гоган, дядя богдыхана, и Лантань, военачальник, командовавший маньчжурскими силами под Албазином. При делегации маньчжуров находились в качестве советников два иезуита, француз Ф. Жербион и португалец Т. Перейра. Они занимали крайне недружелюбную позицию к русским послам, старались тормозить и осложнять переговоры.