李鸿章提出的停战要求被拒绝后，日本国内一片欢腾，主战舆论更是高涨。日本各报即登载了诗人山田松堂的一首绝诗：三军万里向天津，正是东风桃李辰。星使乞和和未就，燕京将属手中春。因受日本朝野主战气焰影响，郡马县有个名叫小山丰太郎的无业之徒，以为钦差头等全权大臣李鸿章是暗中与日本挑衅的主持，遂决意行刺。中日第三次谈判的那天，他持短枪躲在外滨町邮局前街道拐角处，待李鸿章会谈结束后乘轿返回住地引接寺，在拥挤的人群中穿行途经此处时，便直奔轿前，手按轿夫肩膀，趁其惊讶停进之际，对准李鸿章就是一枪，枪弹击中李左眼下。李鸿章毕竟是久经沙场的老将，中枪后，即以手掩创口止血，忍剧痛坚持至引接寺旅馆门口下轿，若无其事地徒步登阶入内。

李鸿章遇刺后，日本政府既狼狈又紧张。伊藤和陆奥尤怕李鸿章借此回国中断谈判，亦怕西方列强乘机干涉。他们一面急促日本山口地方法院审判刺客，一面到引接寺探视李鸿章的伤势藉以慰问。睦仁天皇接报后也忧愁惋惜，特降诏严办凶犯，以保国家荣耀声名；还派侍从武官为特使偕两军医总监同赴马关“慰问李病”。皇后亦赐予御制绷带，并派护士十二名前去侍养。

李鸿章遇刺的当夜，陆奥宗光即从住地大吉楼至伊藤的下榻处梅坊密商对策，拟即时允许李鸿章曾一再恳请的休战。但当他们将停战意向电告在广岛的内阁阁员及大本营重臣时，除新任陆军大臣山县有朋一人外几乎全都反对。于是伊藤博文亲抵广岛说服文武重臣，并上疏天皇使停战之策得到裁可。接着，他立即电告陆奥宗光，陆氏接电便至引接寺，就李鸿章病榻陈述日皇允诺停战之意。病榻上的李鸿章得知日方同意停战后，心情稍宽，即命儿子李经方与日方签订了《中日停战协定》。可是在协定中，日方坚持将台湾、澎湖排除在停战之外，以为割占台湾预作准备。

停战协定签字后，李鸿章卧在榻上提出续开和议谈判，陆奥表示同意。次日，他邀李经方进行第四次谈判，商谈拟定和约的程序方法。陆奥知道中方急于明了全部和款，就故意提出逐条进行商议。李经方则力主在全部条款阅毕后再逐条议商，说缔结和约，兹事体大；不阅读全部条款，不能逐条表明意见。陆奥听罢，说同意李经方所拟的程序也无妨，不过他提出：日方出示和约底稿后中方须在三至四天内答复。李经方即应允可行。

当天下午，陆奥宗光即命人将和约底稿送致李鸿章，其内容是：（一）清国认明朝鲜国确为完全无缺之独立自主；（二）清国将京盛省南部地方、台湾全岛及澎湖列岛永远让与日本国；（三）清国赔偿日本军费库平银三万万两；（四）清国已开通商口岸之外，更开顺天府、沙市、湘潭、重庆、梧州、苏州、杭州七处为通商口岸，日本国臣民运进清国各口货物减税，免除厘金，并得在清国制造一切货物。李鸿章见了这个约稿，差点晕了过去。他早知道日本所欲甚奢，却未料到如此穷奢极欲。割取清国大量疆土，勒索巨额赔款，其所谋获的不义利益远远超过了西方列强所得的总和！他急与科士达相商，科士达建议电请总署密告英、俄、法三公使，以争取他们从中干涉。李鸿章即示照办。

清廷总理衙门收到李鸿章发出的日方约稿条款电文后，大臣们个个相惊失色。约稿条款转送军机处后，翁同龢见了，先是头晕目眩，转而声泪俱下。他与众军机大臣马上将约稿内容上奏光绪帝。

光绪帝得奏大惊，即召见全体枢臣议商。然而议商时各大臣所见不一：孙毓汶言战字不能再提，必须议和；而翁同龢泣诉台湾不可弃；礼亲王世铎、庆亲王奕匡则认为辽东紧靠陪都奉天，又逼近京师，保住辽东要比保住台湾重要。议商无所决，清廷一直未给李鸿章复电。