四月九日中方提出修正案，同意割让辽东的安东县、宽甸县、凤凰厅和岫岩州四地，以及澎湖列岛。赔款要求减至一亿两。新订商约以中国与西方各国现行约章为基准。据此，双方在十日举行了第五次谈判，李鸿章的伤势已接近痊愈，亲自参加了此次会议。伊藤提出了对条约修正案的再修正备忘录，仍坚持割让台湾全岛、澎湖列岛，同时将辽东割地的边界由北纬四十一度向南缩至营口、海城、凤凰城、安平河以南。赔款减至二亿两。商埠由七处减为四处。他指出，这个备忘录是日方充分体谅中方所处困难地位后，将日方的要求减轻到最轻的限度；为中方减少一分困难，即为日方增加一分困难。所以对此备忘录，中方只有同意与否两句话。李鸿章问，这是否意味着对此备忘录不允许再进行讨论分辨？伊藤回答说，尽管辩论，但条件不能再减。于是李鸿章就赔款和割地两项进行了驳辩，当时两人的对话中有如下一段：
李：请允许敝人略述己见。首先，赔款二万万两，数额过巨，实非今日我国所能承担。能否再减轻？
伊：如既已言明，本备忘录是在尽量予以减轻而后所拟定，实无再减之余地，尚乞谅解。今后如战争继续，赔款数额将不止于此。
李：如我方第一次复文中所详述，核计贵国开销之数，远不及二万万两。今提出如此苛刻条件，以我国一国之力，无论如何亦难负担如此巨款，必借洋债。洋债为数既多，本息甚巨，中国实无偿还此等债务之财源。
伊：敝人不敢遽然赞同阁下之说。贵国土地富饶，人民众多，富源广大无比。
李：即使我国富源广大，但尚未开发，毫无办法。
伊：贵国人多，超过四亿，比我国人口多出十倍，如欲开发富源，实轻而易举。
李：虽国大人多，无人杰可奈何！
伊：国步艰难之际，英雄辈出，至执掌国政者亦有之。即可用以开源。
李：（微笑）愿向我国政府建议，礼聘阁下为敝国宰相如何？
伊：（亦微笑）敝人一身已献给我国天皇。如蒙陛下恩准，不拘何时，亦不拒绝为贵国竭尽微力。
李：今日我国实困难至极，希阁下给以充分同情与体谅。纵令现在得以订立讲和条约，赔款金额如此巨大，将立即为世人所知晓。外国之资本家将乘我国困难之机，贪图非常之高利，彼时，我国必将陷入更加困难之境地。
伊：关于此事，以敝人之地位不能进行任何谈论。
李：当然。但另方面，若订约即不可更变，否则我国将成为不履行条约之背约行为，必将再惹贵国以背约作为再开战端之理由。故在尚未发生此种不幸之前，不能不再乞阁下减轻所提条件。切望阁下斟酌我国情形，再加以考虑。
伊：条约一旦缔结，贵国则不能不认真履行。如贵国背约，我方不得已而将再次诉诸武力，当然不排除这种可能性。
李：正因为如此，敝人才不得不再请求阁下采取宽大措施，使条件减至今日我国可能履行之程度。
伊：此备忘录之条件，已充分体谅贵国情形，在可能减轻之限度内，业已减轻，因此不能允许再减轻分毫。
李：贵国为战胜者，我国为战败者。战胜者之要求，无论何等条件，败者亦必服从。但以如此苛刻条件指令我国，终非我国所能忍受。
伊：（立即严肃起来）敢问，阁下所言，可否解释为坚决拒绝本大臣所提出要求之意？
李：否，决非如此。我国政府自不待言，本大臣亦求和心切，早为阁下所谅察。敝人只是坦率表达我国之情况而已。
伊：既如此，我方除备忘录所记述之事项外，丝毫也不能减轻。
李：其次，愿就土地问题一谈。历观欧洲各国交战，未有将占据之地要求全行割让者。以普法战争为例，德国所占领之法国疆土，虽非常广阔，而实际所提出之割让要求，却极为宽大。今约内将奉天南部所占之地，要求全行割让，此外对未被占领之台湾亦要求割让，岂非已甚？
伊：否。其事例甚多，不可以普法之一例论之。
李：英法两国兵临北京城下时，彼等亦未要求割让寸地。
伊：彼另有意在，不可以彼例此。
李：即如营口而论，乃系通商口岸，东西南北货物云集之地，实为我国政府之一大财源。贵国一面命我国负担苛重赔款，同时又夺取我之收入源泉，岂非过于残酷？
伊：是乃不得已之结果。
李：（边笑边说）譬如养子，既欲其长，又不喂乳，其子不死何待？
伊：（亦边笑边说）中国岂可与孩提并论。
李：台湾全岛，日兵尚未侵犯，何故强让？
伊：阁下似乎说，未占领之土地，即无要求割让之理，贵国何以将东西伯利亚割让给俄国？
李：将东西伯利亚割让与俄国，并非战争之结果。
伊：割取台湾，在和谈上亦为合理之要求。
李：台湾与黑龙江有霄壤之别，完全不能相比。黑龙江殆为化外之瘠土，人烟稀少，尚未施政。相反，台湾土地肥沃，物产丰富，民亦服从王化，设官署置吏员，纯如本土。
伊：但在割占中国主权所及版图一点上，毫无不同之处，无须论及土地之肥瘠。
李：如此岂非轻我年耄，不知分别？
伊：中堂见问，不能不答。
李：总之，现讲三大端：二万万两为数甚巨，必请再减五千万；营口还请退出；台湾不能相让。
伊：如此，即当遣兵至台湾。
李：台地瘴气甚大，从前日兵在台，伤亡甚多。台民大都吸食鸦片烟，以避瘴气。
伊：但看我日后据台，必禁鸦片。
李：台民吸烟，由来久矣。
伊：鸦片未出，台湾已有居民。倭国鸦片进口，禁令甚严，故无吸烟之人。
李：至为佩服。
谈判结束时，李鸿章与伊藤博文握手告别，再次请求将赔款大幅减少。伊藤笑着摇头说：不能再减。遂散。
次日，伊藤致函李鸿章，称中国须在四天内答复同意与否。李鸿章一面复函与倭国争执，一面再请清廷定夺。清廷先是复电希望能以矿山、关税等主权出让而保领土，李鸿章认为不可能。清廷便允割台湾南部，必争营口。当天日方提出严重声明，对李鸿章的复函进行全面反驳，再次催逼中国明确答复。在此情况下，清政府知倭国态度强硬，担心如再拖延将招致议和决裂，大局不可收拾。因此，总理衙门于四日电复李鸿章：“原冀争得一分，有一分之益，如竟无可商改，即遵前旨与之定约。”马关条约大局乃定。
四月十五日，中日全权大臣举行了第六次谈判。这次会谈时间很长，整整谈了五个小时，李鸿章不惜再三恳求至每一细节。因为日方掌握了中国的来往密电，所以伊藤胸有成竹，决不肯作丝毫让步。谈判至下午七时半才结束，当互相握手告别时，李鸿章边笑边向伊藤说道：未曾想阁下竟是如此严酷执拗之人。伊藤亦笑答曰：当此商议国家大事之际，亦出于不得已耳。
四月十七日，《马关条约》最后签定，主要内容包括：
一中国认明朝鲜国确为完全无缺之独立自主；
二中国将辽东半岛、台湾全岛及所有附属岛屿、澎湖列岛永远让与倭国；
三中国将库平银二万万两交与倭国，作为赔偿军费；
四倭国国民可在中国通商口岸从事各种货物制造，并可装运进口各种机器；
五开放沙市、重庆、苏州、杭州为商埠，等等
