德军休整完毕后，于十一月初突然挥兵北进，连克高密、潍坊、寿光、广饶，又占据了莱洲湾西岸（东营），随后分兵两万沿黄河南岸西进，克橙台、邹平、济阳，兵锋直指济南。
山东巡抚、武卫右军督帅袁慰亭为保存实力，率兵退往平阴，又复退济宁，随后遣使与德军谈判，得以保持现状。
至此，除了西南一隅，鲁省大部被德军占领，威海卫则早被英国占据。十一月中，各国领事从营口出发，沿水路南下，在莱州湾登陆，最终抵达德军占领下的济南。
德军占据鲁北后仍不罢休，又派出一万五千兵力攻入冀省，一路攻城掠地至井陉，随后攻击娘子关，欲打通前往关中的通道，也可能是为了到山西找巡抚毓贤复仇，因为，毓贤统治的太原城是当时杀死外国人最多的地方。
在娘子关，德军受到大同镇总兵刘光才部的阻击，历时三月，激战数十次不克，遂于庚子年底收兵返回石门（石家庄）。
消息传至长安，西太后再次电传在沪的李中堂与各国领事接触，大概想趁着德军受挫之机谈谈条件。各国此前损兵折将，与倭军在甲午一役中如出一辙，德军又攻取井陉失利，都想在谈判桌上解决问题，于是八国代表与李中堂、庆亲王奕劻在保定开始了议和，并先行提出五条议和纲领：
1.承认围攻使馆违反国际公法，保证今后不再出现类似事件;
2.愿意协商赔款问题;
3.同意修改有关条约，侧重中外商务;
4.收回被占衙署，与各国分别缔约;
5.先行停战。
而几国提出的条件为：
1.惩处各国公使指定的罪犯;
2.禁止军火进口;
3.赔款;
4.建立永久性的使馆卫队;
5.拆毁大沽炮台;
6.允许各国在大沽至北京一线驻兵。
对照一下双方的谈判条件后就会发现，清廷提出的条件离列强的基本要求相去甚远。而且清廷提出的第4条、列强提出的第5，6条都涉及到了救国军占领的地盘，但双方似乎都刻意忽略了。
这时除了德国外，其他几国已经没了谈判优势，但即使这样，清廷也不敢惹怒各国，就像当初对法战争胜利后，仍然签订了屈辱条约一般；但同样不敢全盘接受，谈判不可避免地陷入了僵持。
手握重兵的瓦德西理所当然地成了列强一方主事人，对此，他指示各国谈判代表，不要理会清廷的五条议和纲领。
各国代表会意，并拟定了一份需要惩办的“人犯”名单，声称为了清廷的体面，首犯名字没有提及，但如果不惩办从犯，必将惩办首犯。
谁都明白，这个首犯指的就是西太后。
李中堂随后收到荣禄转达的“示意”，只要保住西太后，其他都好商量。在这种情况下，各国开始权衡利弊。
李中堂给西太后去电，要求朝廷尽快从重惩办这些洋人心中的“祸首“，以阻止联军西进，为谈判创造条件。
西太后被迫连续两次发布“惩办祸首“的谕旨，但都早到了列强的拒绝，瓦德西甚至说，如果清国再不提出令各国满意的决定，联军就要进攻陕西，去捉拿真正的祸首!
除了要求惩办祸首，列强还纠缠着“两宫何时回銮“的问题。各国公使一致要求，只有清廷皇帝和太后返回京师才可以开始谈判。
而西太后压根就没有此时回京的想法，何况京师还被救国军给占据了。
僵持之际，李中堂因过度劳累而病倒，这使得各国沉不住气了，他们不再坚持把“严惩祸首“和“两宫回銮“作为和谈的先决条件，而是转向急于开始讨论议和的具体内容。
就这样，在西方圣诞节的前一天，八国和西班牙、比利时、荷兰等11国公使将《议和大纲》交给了奕劻，列强要求清政府迅速答复。
《议和大纲》共12款具体如下：
1.清国派亲王专使就克林德被杀一事前往德国谢罪，并在遇害之处树立铭志的牌坊；
2.严惩祸首，杀害凌辱外国人的城镇停止科考5年；v首发
3.清国必须用优荣之典就日本书记官被害一事向日本政府谢罪；
4.清国必须在各国人民坟墓遭到亵渎之处建立墓碑；
5.军火及制造军火的器材不准运入清国；
6.公平补偿外国人身价财产损失；
7.各国驻兵护卫使馆并划定使馆区；
8.削平大沽炮台；
9.京师至海边由各国留兵驻守；
10.永远禁止军民等加入仇视各国的团体；
11.修改通商行船各条约；
12.改革总理衙门和各国公使觐见礼节；
大纲电传至长安，西太后最终批准，像切瓜一样地杀了自己120多个大臣后，各国关于惩办祸首的风波才逐步平息，又进入了下一个议题：赔款数额。
经过数月的反复磋商，赔款总额最终被确定了下来:清廷共需向列强赔款白银4亿5千万两，分39年还清，年息4厘，以海关税、盐税和常关收入作抵押担保。
5月26日，西太后回电：各国赔款共四百五十兆，四厘息，着即照准。
1901年9月7日，李中堂、奕劻代表清政府与11国代表正式签订了《议和大纲》的“最后议定书“。
因为这一年是农历辛丑年，所以该议定书被称为《辛丑各国和约》，简称《辛丑条约》。
在获悉条约签订后，西太后终于松了一口气。
而签字回来后的李中堂却