康熙二十八年(1689年)四月,经中俄两国代表重新商定,谈判地点改在尼布楚。索额图等人在出发前向康熙帝奏陈:“尼布潮(楚)、雅克萨既系我属所居地,臣等请如前议,以尼布潮为界,此内诸地均归我朝。”康熙帝指示:“今以尼布潮为界,则鄂罗斯遣使贸易无栖托之所,势难相通。尔等初议时,仍当以尼布潮为界。彼使者若恳求尼布潮,可即以额尔古纳为界。
康熙帝考虑到噶尔丹正在进攻喀尔喀,希望尽早与沙俄划定国界,腾出手来对付噶尔丹,为此作出了重大让步。
索额图率领包括传教士徐日升、张诚在内的清朝使团启程前往尼布楚,经过两个多月的艰苦跋涉,六月抵达尼布楚,驻扎在尼布楚河南岸,与尼布楚城相距三里。
七月初五日,中俄两国代表在尼布楚郊外开始谈判,关于尼布楚地区的归属问题成为谈判的焦点。清方代表一开始即指出“贝加尔海这边的全部土地,则完全属于中国汗所有,因为贝加尔海这边的土地全是蒙古汗的领地”,“而所有的蒙古人自古以来就是中国汗的臣民”。戈洛文则强调不久前俄国人才知悉并予以侵占的这个地区“自古以来即为沙皇陛下所领有”。
索额图予以驳斥,要求俄国人退到色楞格河以西去。但俄方坚持其要求。由于双方争执不下,索额图见戈洛文强要以黑龙江为界,乃遵照康熙帝的“尔等初议时,仍当以尼布潮为界,彼使者若恳求尼布潮,可即以额尔古纳为界”的谕令作出让步,表示可以将尼布楚一带让与俄国,以石勒喀河、鄂嫩河至因果达河一带为界。尽管如此,戈洛文仍坚不接受。索额图为了达成和解,继续退让,先是提议以从北面流入石勒喀河的绰尔纳河为界,俄方不允;后又提出北面以注入石勒喀河的格尔必齐河为界,南面以额尔古纳河为界,戈洛文才勉强同意。对中方提出的划分俄国新占领的西伯利亚与毗邻的喀尔喀之间的边界问题,戈洛文则借口沙皇并无指示,且喀尔喀已为噶尔丹占领,清朝无资格与俄国谈判此问题,予以拒绝。
由于俄国的这一态度,清方不得不放弃与俄国谈判清俄中段边界的打算。噶尔丹入侵喀尔喀虽然使清政府在尼布楚谈判中处境被动,但俄方也并非没有不利之处。首先是俄国在西伯利亚兵力不足;其次喀尔喀部大量南迁,使俄国看到蒙古的人心所向。此外在谈判的关键时刻,大约有600一700喀尔喀蒙古人对俄国占领下的尼布楚发动了进攻,欲投奔清政府使团,尼布楚周围的布里亚特人由于不堪忍受沙皇的残暴统治,纷纷起义,并要求与清朝使团联合进攻尼布楚。再加上俄国为夺取黑海出海口正与奥斯曼帝国作战,也不能兼顾东方。以上因素促使戈洛文不再犹豫,同清政府签订了中俄《尼布楚条约》。
贝加尔湖是如何离开中原王朝的?康熙三十六年(1697年)和清高宗乾隆二十二年1757年,喀尔喀蒙古和准噶尔蒙古分别先后被清军控制或征服。不过,之前在清俄《尼布楚条约》中,属于布里亚特蒙古的贝加尔湖以东地区被康熙皇帝划归俄罗斯帝国, 清世宗雍正帝在位期间划分清俄中段边界的《布连斯奇条约》和《恰克图条约》签订后,标志着中原王朝最终与贝加尔湖彻底隔离。