清廷在 1688 年 4 月接到信函后，决定派遣以领侍卫内大臣索额图为首，包括传教士徐日升、张诚等人在内的使团前往边境进行和谈。关于谈判方针，康熙帝同意了索额图提出的建议，谕示谈判底线：第一，尼布楚、雅克萨、黑龙江上下，及通此江的一江一河，皆为中国之地，绝不能拱手送给俄国人；

第二，俄国必须遣返将叛逃的达斡尔族首领根特布尔。同年 5 月 30 日，中国使团从北京出发，然而，就在他们前行的途中，噶尔丹发动叛乱，率军进攻喀尔喀蒙古，道路被阻，使团被迫退回北京。清廷只好派人通知戈洛文，要求重新确定谈判的时间和地点。在噶尔丹发动叛乱期间，戈洛文趁机对喀尔喀蒙古发动了进攻，试图征服蒙古各部，扩大俄国在这一地区的势力范围。直到 1689 年初，他才派遣使者前往北京商议谈判的事宜。

最终，双方同意将谈判地点改在尼布楚。1689 年 6 月 13 日，索额图再次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，7 月 31 日，中国使团先于俄国人抵达尼布楚对面。据《张诚日记》描述，先行抵达的中国水军将舰船停泊江边，水兵在岸上安营扎寨，计有 3000 余人，与中国外交使团同时抵达的陆军约有 1400 人，加上索额图的亲兵 800 人和夫役，差不多有 9000 - 人，还有骆驼 3000 - 4000 头，马 匹等。8 月 19 日，戈洛文率领俄国使团抵达尼布楚。

第一轮谈判：针锋相对，互不相让

1689 年 8 月 22 日，中俄尼布楚划界谈判在两座紧连在一起的大帐篷里开始，这座帐篷距离双方的驻地距离均等，为 5 华里。第一天谈判，开局便火药味十足。戈洛文谴责中国突然发兵俄罗斯，挑起边境事端，试图将战争的责任推卸给中国。

中方钦差大臣索额图则义正言辞地历数俄国入侵中国的犯罪行径，从俄军在黑龙江流域的烧杀抢掠，到建立侵略据点，再到对当地百姓的残酷迫害，一桩桩、一件件，铁证如山。索额图正告戈洛文，雅克萨、贝加尔湖以东以及蒙古等全部领土，自古属于中国，中国军队的行动是扞卫国家主权和领土完整的正义之举。双方第一天都未亮出底牌，而是反复旁敲侧击，相互试探签约底线，都在试图从对方的言辞和态度中寻找突破口。

第二轮谈判：陷入僵局，谈判濒临破裂

第二天，即 8 月 23 日，中俄举行第二次会议。戈洛文代表俄国提出了一个极为无理的要求，他要求中方将军队全部退出西伯利亚，并称阿穆尔河（黑龙江）左岸的各部落自古以来就向俄国缴纳实物贡品，因此两国应以该河为边界，左岸归俄国，右岸归中国。这一要求完全无视中国对这一地区的主权，是对中国领土的公然觊觎。

第三天，索额图则坚定地主张，从元世祖忽必烈时期开始，所有蒙古和黑龙江的一切草木沙石都属于中国的领土，坚决反对撤军和割地的主张。由于双方立场坚决，互不相让，谈判很快陷入僵局。为了避免会议无果而终，戈洛文表示愿意将边界划定在贝斯特拉亚河（即牛满河），同时中方必须如数赔偿雅克萨以及其他被毁堡寨的损失，并将所有被俘和叛变人员交还俄国。这一所谓的 “让步”，依旧是在损害中国利益的基础上提出的。

第四天，中方则坚持以尼布楚为边界，沿石勒喀河至尼布楚的左侧归俄国，而右侧沿石勒喀河至鄂嫩河和音果达河一带则属于中国。双方意见相左，无法达成一致。中方表示如果无法达成协议，可以考虑按照戈洛文所说的外交惯例，提出散会声明。当天晚上，中方下令撤走了会场的帐幕，使得谈判几乎陷入破裂状态。

转机出现：翻译 “手脚” 与艰难妥协

8 月 24 日，戈洛文派人去见索额图，并请求其通过使者继续会谈。索额图一开始表示中方的立场不会改变，如果俄方不接受则没有继续交涉的必要。然而，在耶稣会士张诚和徐日升的请求下，索额图同意让这两位士人充当使者，与俄方再行商榷。这里需要指出的是，张诚和徐日升在此次谈判中扮演了颇为复杂的角色。

表面上，他们作为翻译为双方沟通提供帮助，但实际上，他们在一定程度上受到西方势力的影响，在翻译过程中存在着一些微妙的 “手脚”。例如，在对一些关键概念和词语的翻译上，没有完全忠实于原意，而是按照自己的理解或者西方利益的需求进行了调整，这在一定程度上影响了双方对彼此意图的准确理解。

随后，从 8 月 24 日到 9 月 7 日，中俄两国使臣未再面对面会谈，而是通过互派使者交换意见。8 月 25 日，张诚和徐日升向戈洛文提出了中国方面的意见，即以绰尔纳河划定边界，该河右侧归中国所有，左侧归俄国所有，然而，戈洛文仍然反对这一方案。次日，张诚和徐日升再次会见戈洛文，告知其中方有关划界的最新意见：以从左侧流入石勒喀河的格尔必齐河为界。