一连多日，李鸿章反复思考对付法国的办法，并及时采取了一些外交措施。他给英国新任驻华公使巴夏礼去函，希望英国能出面调停此事，免开战端。但巴夏礼却回函称，此事须请示国内才能定夺。很明显，英国对中法之事持观望态度，不想过早介入。
李鸿章转而想让美国来调停此事，但美国的实力远不如英国，美国驻华公使杨约翰就算答应下来，恐怕也难达到预期的目的。
但法国此时在越南的战斗进行得并不顺利。李维业接到攻击指令的第二天，便率军向怀德府进发。黑旗军统帅刘永福已于前一天，知道了李维业的进军路线，他便在怀德府的纸桥一带，利用山高、林密、路窄的地形，设下了伏兵，决定给法军以重创。
李维业率军来到纸桥，很快进入黑旗军的埋伏圈。刘永福见时机成熟，立时把黑旗登高一举，四周的枪声便爆豆般响将起来。李维业中枪毙命，法军残部拼死逃回河内。
茹费理利用李维业之死，竭力煽动全面的侵越战争，把战争扩大化。他除了向越南增派陆军之外，又成立北越舰队。八月间，法军一面在北越加紧攻击黑旗军，一面以军舰进攻越南中部，并很快将都城顺化包围。
恰在这时，越南嗣德王阮福时突患急症故去。越南王廷顾不得发丧，也顾不得调集军队抵抗法军，却因王位之争而闹起了内讧。法军抓住这一有利时机，用重炮猛烈攻击城郭；刚刚继位的越南王六神无主，只得在城头竖起白旗一面，甘愿投降。
1883年8月25日，法国强制越南签订了《顺化条约》。根据条约，法国取得对越南的“保护权”；越南今后的一切对外交涉，均由法国掌握；法国人永久占领顺化和其他重要港口；法国商人可以在越南所有通商口岸自由通商。
当然，越南王在签字的同时，仍不忘暗中遣使来华，请求中国迅速出兵保护他们。在法军与越南签订《顺化条约》的过程中，屯驻在北越一带的中国军队，并没有牵扯到战争中去。总理衙门严令中国各军“衅不我开”，只可坚守自己的防地，竭力避免同法国作战，也不准去支援黑旗军；法军与黑旗军往来拼杀的时候，法国军舰对顺化万炮齐鸣的时候，驻扎在越南的中国军队，只作壁上观，无丝毫反响。但《顺化条约》的公布，还是令大清国的枢廷大吃一惊。
总理衙门此时偏收到法国驻华公使馆的照会，声称新公使脱利古已从日本赶到上海，想与大清国重新商谈越南之事。在天津的李鸿章也在日夜关注着越南的局势。就在法越《顺化条约》公布的第十天，他接到了军机处快马递送的军机大臣密寄。
密寄转发圣谕：“着授办理通商事务大臣李鸿章为钦差大臣，速赴上海与法国驻华公使脱利古筹商越南等事。办理通商事务大臣着署直隶总督张树声暂行署理。”
李鸿章一面拜折请旨，一面命张树声紧急到津办理交割。但是，茹费理派脱利古在上海与中国谈判，其实只是耍了一个外交手段，并无丝毫诚意。
李鸿章匆匆赶到上海，与脱利古刚一见面，脱利古便用威胁的口吻，逼迫大清国承认法越《顺化条约》的合法性；遭到李鸿章拒绝后，他便进一步恐吓道：“贵大臣久历外交，应该知道，目下情形，只论力，不论理。我国茹费理总理已明确表示过，若贵国坚持不肯承认《顺化条约》，那就意味着两国失和；即与贵国失和，亦所不惜。”
李鸿章本不想开衅端，但对脱利古的狂妄之态，却又无法忍受，尤其是行前总理衙门已明确指示，不承认《顺化条约》的合法性，这就使得李鸿章不能不对脱利古的种种无理要求给予反驳。
李鸿章透过脱利古的语气，甚至已经看出，法国对此次谈判无丝毫诚意，说不定，是在为大动作争取时间。
在与脱利古谈判的过程当中，李鸿章三次把自己的想法电告总理衙门：“臣与驳辩再三，该使始允将并不显然或暗中干预越事一语删去。甲戌法越约内认越为自主之国，并无统属，最为悖谬，中国未便显认此约。该使又允将条约二字删去，谓须电请该国示遵，臣亦答以必须请国家示遵。看来此事一时似难议有就绪。”
十几日后，李鸿章又上奏朝廷，提出与脱利古中止谈判的请求。李鸿章这样写道：“臣查该使性情狡戾，若臣在此专候商办，转启其居奇要挟之心，自不可稍涉迁就。现在北洋防务紧要，臣拟与该使停止商议，乘轮回津，借机观察动静。”
两天后，军机处电报到了：“脱利古现在上海，作何动静？李鸿章如定期北来，须知照该使如有面议之事，俟其到津再行商办以示羁縻勿绝之意。”
很显然，慈禧太后仍对谈判抱有一线希望，怕决裂后衅端大开。李鸿章得到朝廷的允准，于是断然中止了与脱利古的交涉，乘船返津。
李鸿章此举大出脱利古的意料，他急忙把中国中止谈判的实情电告国内。李鸿章沿途察看了一下各口炮台及防军布置情况。
船抵天津的当日，李鸿章未及歇息，便接到由京师加急递送的军机大臣密寄。李鸿章读后脸色骤变，登时惊出一身冷汗来。原来，就在李鸿章赴沪与脱利古谈判的期间，茹费理内阁再次为侵越法军追加军费，并在水陆两地向越南陆续增派军队。此消息来自中国驻法公使馆。
李鸿章在心里感叹一句：看样子，法国是决意要同中国开战了！自己费了千辛万苦创造的和局，将要被随之而来的战事打乱了。但脱利古却尾随而至，坚持与李鸿章重开谈判。
李鸿章不得不再次请旨，再次与脱利古坐到桌前。一个月下来，谈判仍是毫无进展。因为脱利古此次来津，原本就没打算与中国达成任何协议，他只是秉承茹费理内阁的指令，用谈判的假象，来掩盖其调动军队发动更大规模对华战争的真情。说穿了，脱利古是在为军队的调动争取时间。
李鸿章再次与脱利古决裂。李鸿章对脱利古宣布中止谈判的当天，驻在越南北部的法国陆军，便向驻在越南山西的中国防军，发起了猛烈的攻击。
唐炯率军败退至兴化，徐延旭率部败退至北宁，刘永福黑旗军也败退至兴化一带扎营。法军仅用三昼夜便占领了越南山西。当时法军驻越总司令是米乐，舰队总指挥官是海军将领孤拔。法军占领山西的第二天，水陆两部便迅速扑向北宁。
徐延旭力不能支，向越南太原撤退。法军随至，太原亦下。徐延旭退至兴化，法军随即便到，又将兴化占据。至此，法军侵占了全部的红河三角洲地区。
消息传来，大清国朝野震动，李鸿章也惊得目瞪口呆。慈禧太后却抓住越南战败、恭亲王用人不当的契机，以迅雷不及掩耳之势，罢黜了恭亲王奕的所有本兼各职。原有之军机大臣亦无一保留，休致的休致，降职的降职，全部剔出。
随后慈禧太后又下懿旨：诏授礼亲王世铎为军机处领班大臣，着户部满尚书额勒和布、汉尚书阎敬铭，刑部尚书张之万，东阁大学士左宗棠为军机大臣，工部左侍郎孙毓汶、刑部右侍郎许庚身在军机大臣上行走；诏授贝勒奕劻为总理各国事务衙门领班大臣，取代奕执掌大清国的外交大权。
慈禧太后在更换枢廷的同时，在封疆方面也做了大的调整。第一件事是将唐炯、徐延旭革职逮问，以潘鼎新、张凯嵩分别署理广西、云南巡抚。第二件事是诏署张树声为两广总督，李鸿章署理直隶总督兼署办理北洋通商事务大臣，并节制北洋水师；着曾国荃署理两江总督兼领南洋通商大臣并节制南洋水师。第三件事则是对福建、台湾方面的防务所做出的加强：诏何如璋速赴福建任船政大臣，襄办福建军务；调都察院左副都御史张佩纶去福建会办海疆防务；着在原籍养目疾的前福建巡抚刘铭传，速赴台湾督办军务；诏张兆栋署理福建巡抚。第四件事则是关于越南战事上的：加前湘军水师统领、现休致在籍的彭玉麟为兵部尚书衔，驰赴越南北圻督统各军。
李鸿章碍于自己正是丁忧期间，只得连上三折恳请辞缺，上不准。李鸿章无奈，只好赴保定去接督篆。
张树声交割完毕，马上便携眷动身赴两广任所，却不幸中途旧病复发，遂上折告假。慈禧太后无奈，只好准其回籍养病，另诏张之洞暂署两广总督。
李鸿章心里异常清楚，慈禧太后将恭亲王罢黜，其实是撕掉了那层帘子，不是听政，而是直接干政了。他不知恭亲王离开枢廷，大清国的国运还能维系多久。不容李鸿章多想，法国对大清国又玩起了新一轮的外交战术，进一步试探中国对越南的态度到底如何。