Теряя терпение, Путятин составлял планы блокады Пейхо (Байхэ), для пресечения подвоза хлеба в китайскую столицу, прекращения кяхтинской торговли и военного выступления в Сибири, о чём писал Константину Николаевичу. Но в сентябре ему, наконец, был доставлен однозначный отказ. Одновременно Трибунал выслал в Амурский комитет жалобу на действия Муравьёва и предложение вести переговоры на уровне местных властей. Муравьёв же донёс в Петербург, что китайское правительство стало протестовать против заселения русскими левого берега Амура после прибытия Путятина в Печилийский залив, когда "опрос разграничения перерос двусторонние рамки и превратился и международный, составив звено в цепи домогательств западных держав. Обсудив ситуацию, Амурский комитет решил, что предложение оказать на Китай вооружённое давление совместно с Англией и Францией неприемлемо.
Как отмечал ещё в начале года новый директор Азиатского департамента Ковалевский, интересы России в Китае отличались от интересов западных держав, с которыми она сама находилась далеко не в лучших отношениях. Поэтому Министерство иностранных дел постаралось через главу Русской духовной миссии в Пекине, архимандрита Палладия, разъяснить Трибуналу внешних сношений характер посольства Путятина. Из чрезвычайных послов адмирал был переименован в императорские комиссары, а очередная инструкция от 24 декабря 1857 года напоминала ему о необходимости преследования исключительно отечественных интересов. Тогда же лечившегося за границей Муравьёва вызвали в Петербург и предписали приступить к переговорам с хэйлунцзянским цзянцзюнем. Обстановка для таких переговоров складывалась благоприятная, так как англофранцузская интервенция и восстание тайпинов заставляли китайские власти прилагать все усилия к полюбовному соглашению с Россией. Весной 1858 года Муравьёв прибыл на Амур с превосходным помощником, приставом духовной миссии, статским советником П.Н. Перовским. 10 мая российская делегация выехала из Усть-Зейского поста в Айгун, где сё ожидал цзянцзюнь И Шань. Первое заседание, состоявшееся 11 мая, лишь подтвердило разницу во взглядах сторон, как на принципиальные вопросы разграничения, так и на второстепенные. Муравьёв не стал продолжать прения, а передав И Шаню составленный Перовским по его указаниям проект соглашения, уехал. Дальнейшие переговоры вёл с сопровождавшими цзянцзюня лицами Перовский, умело пользовавшийся своим знанием уязвимых мест в позиции цинского правительства.
После горячих споров, китайцы согласились отдать левый берег Амура до самого моря, оставив за собой правый до впадения Уссури. Земли от Уссури до морского побережья и корейской границы они побоялись уступить, не зная точно пределов владений правящей династии, и эта территория осталась не разграниченной. В последний момент И Шань испугался ответственности, но подоспевший Муравьёв заявил ему, что не потерпит ни волокиты, ни изменения трактата. 16 мая Айгуньский договор был подписан, а 18-го отправлен в Петербург. Спустя две недели, 1 июня, в Тяньцзине Посьет подписал с уполномоченными Гуй Ляном и Хуа Шаном договор, урегулировавший общие проблемы разграничения и торговли. Взамен Россия должна была поставить Китаю 10.000 ружей, артиллерию и направить военных советников. 18 июня китайцы подписали соглашение с американским посланником У. Ридом, а 26-27-го с английским и французским, лордом Эльджином и бароном Гро. Согласно условиям последних, державы получали право на постоянное дипломатическое представительство в Пекине и наибольшее благоприятствование в торговле, для которой открывались порты на реке Янцзы - Чжэньцзян, Цзюцзян, Ханькоу и маньчжурский Нючжуан. Однако утвердить эти соглашения пинское правительство не торопилось, в отличие от Айгуньского, ратифицированного 2 июня.
Вместе с тем, китайцы откладывали высылку на Амур разграничительной комиссии, из-за чего статьи Айгуньского договора оставались благими пожеланиями. Правда, на освоении Приамурья русскими такая политика не сказалась. 19 июля 1858 года губернатор Приморской области Корсаков доложил Муравьёву о переселении на амурские берега, от Усть-Стрелки до Малого Хингана, всех шести сотен конного полка. Впрочем, вскоре выяснилась необходимость поселить ещё две сотни, разделив казаков на два полка четырехсотенного состава. 5 сентября Муравьёв донёс великому князю Константину Николаевичу об окончании переселения, а 26-го представил проект Положения об Амурском казачьем войске, согласно которому оно включало помимо двух конных полков два пеших батальона пятиротного состава, кадровый и резервный. На войско, заселявшее левый берег Амура и правый - Уссури, возлагалась охрана границы с Китаем и поддержание сообщения вдоль неё. Вооружались казаки драгунскими винтовками, шашками и пиками. Резервный пеший батальон получил из Забайкалья кремнёвые ружья. 8 декабря была учреждена Амурская область с центром в Благовещенске, первым губернатором которой стал генерал-майор Н.В. Буссе. 29 декабря состоялось высочайшее повеление об образовании Амурского войска, но Положение о нём было утверждено лишь 1 июня 1860 года.
Иная судьба ожидала представленный 16 сентября 1858 года Муравьёвым, получившим тогда титул графа Амурского, Константину Николаевичу план обустройства присоединённых территорий, предполагавший сооружение в Николаевске искусственной гавани, строительство пристаней по Амуру, Шилке и Ингоде вплоть до Читы, расчистку перекатов на этих реках, устройство телеграфном линии от Николаевска до Софийска и Де-Кастри. Намечалось графом и возведение береговых батарей, трёх - в устье Амура, на 70 орудий, и ещё нескольких - выше по течению. Согласно повелению императора Александра II, план передали на рассмотрение Военного министерства и Сибирского комитета, где председательствовал князь Чернышёв, комитет же обратился за отзывом к Путятину, указавшему на отсутствие в пустынном ещё крае рабочих рук. Его точку зрения приняли, и, несмотря на разъяснения Корсакова, что к работам предполагается привлечь ссыльнокаторжных, личный состав линейных батальонов и флотского экипажа, на заседании комитета решено было сократить их объём. В Де-Кастри постановили выстроить вместо гавани скромную пристань, расчистку речных русел обусловили предварительными изысканиями, отказались от сооружения батарей выше устья Амура. Комитет усомнился также в целесообразности превращения Николаевска в главный военный порт на Тихом океане, учитывая долгую и суровую зиму, сложные и мелководные фарватеры, осложнявшие его использование. По сути дела, к реализации предназначалась лишь та часть плана, которая не требовала особых ассигнований. Своей властью Муравьёв в 1858 году распорядился устроить пристани на Шилке, у станицы Сретенской, и подготовить к сплаву партию из 500 ссыльных, назначенных на сооружение батарей в устье Амура. Расходы на остальные работы оказались не по силам российской казне, истощённой Крымской войной. Даже начатое было строительство укреплений к 1862 году заглохло.
Незадолго перед тем Россия окончательно приобрела на юге своей дальневосточной окраины территорию, без существенных изменений сохранившуюся и по сей день. Следует отметить, что Министерство иностранных дел первоначально собиралось провести границу от верховьев реки Уссури, в 1858 году описанной экспедицией М.И. Венюкова, до побережья Японского моря напрямую, оставляя залив Посьета Китаю. Однако 10 ноября 1858 года Муравьёв-Амурский написал князю Горчакову о необходимости смещения границы к югу, до корейской территории. В этом смысле и была дана генерал-губернатором директива разграничительной комиссии, возглавляемой обер-квартирмейстером войск Восточной Сибири, подполковником К.Ф. Будгосским. Весной 1859 года комиссия прибыла на озеро Ханка, положив начало посту Турий Рог, и приступила к изысканиям, не дождавшись китайских коллег. В июне топографические работы завершились, и Будгосский взялся за оформление карты пограничной полосы.
Потребность в ней назрела, ибо к тому времени в Пекин прибыл чрезвычайный посланник, генерал-майор Н.П. Игнатьев, талантливый дипломат, успевший заключить выгодное для России соглашение с бухарским ханом. Он перешёл китайскую границу с караваном "Литтихских штуцеров", обещанных цинскому правительству Путятиным, ещё в апреле, но до 12 мая был задержан в Урге. Между тем, обстановка в Дайцинской империи резко изменилась. Волокита китайцев спровоцировала представителей держав на попытку летом 1859 года силой добиться выполнения Тяньцзиньских соглашений. Сформировав эскадру из 16 судов под командованием адмирала Д. Хоупа, с 1200 десантниками, они направились к устью Пейхо. Однако усвоив жестокие уроки прошлогоднего штурма Дагу, китайцы приготовились дать им отпор. 13 (25) июня семь британских канонерских лодок обстреляли форты, но ответным огнём четыре из них были потоплены. Союзникам пришлось отступить.
Воодушевлённое победой, цинское правительство уверовало в свои силы и решило отказаться от невыгодных договоров, включая Айгуньский. Направлявшийся в Тяньцзинь вместе с Будгосским Муравьёв-Амурский узнал о происшедшем 2 июля, когда пароход "Америка" доставил его в устье Пейхо. Сознавая, что переговоры с китайцами в сложившейся ситуации будут безрезультатными, генерал-губернатор отправил подготовленную подполковником карту в Пекин Игнатьеву, а сам поспешил обратно. Вернувшись в Благовещенск, Муравьёв принял меры к усилению обороны присоединённых территорий. Учитывая угрозу появления в российских водах англо-французских кораблей, он 18 октября 1859 года испросил высочайшее разрешение на основание постов вдоль побережья Японского моря до корейской границы. Но устроить их ранее начала следующей навигации было немыслимо. Поэтому в соответствии с предписанием Муравьёва от 15 ноября, военный губернатор Приморской области, контр-адмирал П.В. Козакевич озаботился подготовкой судов к выходу в море при первой возможности. Между тем, после бесплодных попыток завязать переговоры, Игнатьев выехал в Шанхай, где находились представители держав. Генерал воздержался от чрезмерного сближения с ними и уклонился от взаимодействия, заняв удобную позицию стороннего наблюдателя, позволившую ему избежать моральной ответственности за готовившуюся интервенцию. Высочайше утверждённым 12 января 1860 года журналом Амурского комитета Игнатьеву было предписано сделать Трибуналу внешних сношений последнее предупреждение и, сев в Бэйтане на одно из судов бывшего отряда Кузнецова, следовать в Печилийский залив. Туда же направлялись ещё два клипера, корвет, а из Средиземного моря - новейший фрегат "Светлана", под командованием капитанов 2 ранга, сначала Н.М. Чихачева, затем И.И. Бутакова. Образовавшаяся эскадра была вверена капитану 1 ранга И.Ф. Лихачёву. Российским морякам довелось стать свидетелями блестяще проведённой союзниками десантной операции, вполне сопоставимой с их высадкой под Севастополем шесть лет назад. Собрав в Гонконге 87 транспортов и 63 боевых корабля, они перебросили к Бэйтану и устью Пейхо 31-тысячную армию, овладевшую за три месяца, начиная с августа, фортами Дагу, Тяньцзинем и подступившую к стенам Пекина. Были взяты также порт Динхай на реке Янцзы, Чифу и Далянь. Император И Чжу со всем двором бежал во Внутреннюю Монголию, в Жэхэ. Что ожидало китайскую столицу, легко было догадаться по примеру разграбленного и сожжённого летнего дворца Юань минь юань. Игнатьеву удалось убедить союзников отказаться от штурма. Город был сдан китайцами без боя.
6 октября пинские сановники передали Игнатьеву официальное письмо князя Гуна, родственника императора, с просьбой оказать посредничество в переговорах с державами и обещанием в кратчайший срок урегулировать все проблемы российско-китайских отношений. Благодаря усилиям генерала 24 октября состоялось подписание англо-китайского, а 25-го франко-китайского соглашения. Вознаграждением за посредничество стал Пекинский договор, подписанный Игнатьевым и Гуном 2 ноября и подтвердивший условия Айгуньского и Тяньцзиньского. Граница между Россией и Китаем была проложена по Амуру, Уссури, Сунгаче, озеру Ханка, рекам Беленхэ и Туманган к побережью Японского моря.
Присоединяемая территория, площадью 38.500 квадратных вёрст (около 34.000 кв.км.), представляла собой гористую страну, покрытую девственными лесами. Лишь в одном месте, южнее озера Ханка, лежала небольшая степь, вытянувшаяся на сотню вёрст, к среднему течению реки Суйфун и достигавшая там ширины 35 вёрст. Почти в самой середине степи поднимались увалы, разделявшие течения рек Лефу и Мо, впадавших в озеро с юга. Мелководное, не более 5 саженей (около 11 м) глубиной, длиной до 90 вёрст по меридиану, окружённое почти со всех сторон, за исключением западной, пологими берегами, а потому весьма бурливое, оно не представляло удобств для судоходства. Лишь на юго-западе, в прикрытом утёсами заливе, где позднее разместился пост Камень-Рыболов, пароходы могли подходить достаточно близко к берегу и стоять на якоре в безопасности. С востока из озера вытекала мелководная, глубиной до полуметра, и извилистая речка Сунгача, через 200 вёрст впадавшая в Уссури, которая затем несла свои воды ещё около 500 вёрст до слияния с Амуром. Здесь, на правом, высоком берегу Амура раскинулась Хабаровка, основанная в 1857 году солдатами 13-го линейного батальона. Спустя десятилетие в 111 её домах жили 350 поселенцев и до 400 солдат. Далее по правому берегу Амура тянулись отроги Хехцырского хребта, то приближавшиеся к реке, то отходившие на десятки вёрст. На всём протяжении до очередного левого притока, реки Горин, амурские берега покрывали лиственные леса, далее постепенно сменявшиеся хвойными. Прорезав на подходах к берегам Татарского пролива хребет Сихотэ-Алинь, Амур впадал в море устьем шириной до 20 вёрст и глубиной до 18 саженей.
На его левом берегу, в 60 верстах от взморья, среди невысоких горных отрогов вырос город Николаевск. В 1860 году он имел всего одну улицу, на которой стояли деревянные: дом губернатора, церковь, офицерское собрание, жилые строения и здания казённых учреждений, а также с десяток двухэтажных домов американских купцов, с лавками в нижнем этаже. Спустя несколько лет в Николаевске насчитывалось до 635 частных и 40 казённых зданий, в которых помещались 2000 матросов Амурского флотского экипажа, три роты (331 человек) 4-го Восточно-сибирского (бывшего 15-го Сибирского) линейного батальона и крепостная команда из 278 человек, управления войск Приморской области и портов Восточного океана, областное правление. В 14 верстах ниже по течению, на мысе Чныррах, с 1862 года стоял 6-й Восточно-сибирский линейный батальон (803 человека), переведённый из Иркутска, и 300 человек крепостных артиллеристов.
От амурского лимана к югу тянулся высокий обрывистый берег, прерываемый узкими речными долинами, как и склоны сопок покрытыми хвойным лесом со множеством болот и озёр. В 160 милях (около 300 км) от Николаевска, в заливе Де-Кастри, располагался Александровский пост, с гарнизоном в 150 человек. Далее, почти на таком же расстоянии, находился залив Святого Владимира, а 30 милями южнее - залив Святой Ольги, с очередным и последним постом, состоявшим из церкви, дюжины жилых домов и двух казённых магазинов (складов). Следующий большой залив - Америка, названный по имени открывшего его в 1859 году парохода, как и примыкавший к нему с юга залив Петра Великого, объединяющий Уссурийский и Амурский заливы, а также Посьет (d'Anville Bay), расположенный у самой корейской границы, оставались не занятыми. Изредка их посещали иностранные и российские суда. Так, в 1851 году в Посьете побывал французский корвет "Каприсье", а два года спустя берега Кореи и Южно-Уссурийского края осмотрел фрегат "Паллада". Во время Крымской войны английское судно "Винчестер" совершило плавание по заливу Петра Великого до острова Аскольда. В 1859 году в тех местах побывал и клипер "Стрелок". Однако сведения о морском побережье присоединяемого края нуждались в пополнении и уточнении.
Внешне берега на всём их протяжении были похожи, однако в северной части лес ближе подступал к морю, а южнее, от мыса Низменного, постепенно удалялся, предпочитая расти в десятке вёрст от него и выдвигая вперёд густой кустарник, лучше переносивший сильные постоянные ветра. Склоны Сихотэ-Алиня, возвышавшегося в 50-100 верстах от моря и круче спускавшегося к нему, нежели в глубь материка, покрывала густая растительность: от Амура до залива Святой Ольги преимущественно ель, лиственница и пихта, затем всё более кедр, клён, дуб, ясень, ильм (вяз), а в южной оконечности ещё и липа, тополь, орех и даже пробковое дерево. Горные вершины, на севере поднимавшиеся на 600-800 метров, южнее подрастали вдвое и более, но затем вновь опускались до прежнего уровня. В юго-западной части Сихотэ-Алиня существовало 16 перевалов, соединявших речные долины, причём лежавшие западнее отличались меньшей высотой, соответственно более пологим отрогам хребта. Наконец, за гористым полуостровом Муравьёва-Амурского, разделявшего Уссурийский и Амурский заливы, хребет переходил в холмистую, заболоченную низину, по которой протекала река Суйфун.
Коренное население края, состоявшее из гиляков, орочей и гольдов (нанайцев), рыболовов и охотников, селилось преимущественно по берегам озера Ханка, Уссури, Амура и рек, впадающих в Японское море. К земледелию эти племена практически не обращались, да оно в тех местах было далеко не простым занятием. Ему препятствовали ежегодные разливы рек, как правило, в марте-апреле переполнявшихся талыми водами и заливавших немалую часть своих долин. В мае вода спадала. Однако уже в июне начинались частые дожди, и к середине июля реки вновь переполнялись и выходили из берегов. Разливами особенно отличались Суйфун, Сучан, Лефу, Даубихэ и в целом верхние притоки Уссури. Эти-то, новые для русского человека земли и стал спешно заселять Муравьёв-Амурский, торопившийся обозначить российское присутствие на границах с Китаем.