Овладев Албазином, маньчжуры приняли решение разрушить его до основания. Его бревенчатые постройки были сожжены, земляные укрепления срыты. После уничтожения занятой крепости маньчжуры вышли к устью Аргуни, но от своего первоначального намерения продолжать наступление на Нерчинск отказались. Одна из причин в том, что маньчжуры, надеявшиеся на поддержку монгольских феодалов и тунгусов, такой поддержки не получили.

В это время командование маньчжурской армии получило из Пекина приказ вернуться в Китай, и Толбузин воспользовался её уходом и решил вернуться в августе 1685 года в Албазин, вернее, на его пепелище. Его отряду фактически пришлось строить крепость заново, несколько ниже прежнего Албазина. На подмогу гарнизону прибыл отряд казаков и служилых людей численностью в 669 человек под командованием А.И. Бейтона, немца на русской службе. Новая албазинская крепость была построена, а вблизи неё засеяли хлебными культурами почти пятьсот десятин. Около года продолжалось спокойное житьё.

Маньчжуры появились у стен нового Албазина в июле 1686 года. Они сосредоточили здесь примерно шесть с половиной тысяч человек и 56 орудий. Силы нападавших и оборонявшихся были неравны. Албазин защищали всего лишь 526 человек, располагавших только двенадцатью пушками, но на этот раз нападение не застало защитников крепости врасплох: о приближении противника сообщила русская разведка. Защитники поклялись оборонять крепость до конца и без приказа Албазина не покидать. Бои за Албазин продолжались десять месяцев и носили ожесточённый характер. Все попытки овладеть крепостью оказались безрезультатными. Толбузин во время одного из боев получил смертельное ранение. После его кончины оборону крепости возглавил Бейтон, проявивший смелость и решительность.

Попытка маньчжур взять Албазин штурмом не удалась, и тогда неприятель решил перейти к длительной осаде. Во время осады крепости обе стороны несли внушительные потери. К осени 1686 года маньчжуры, увеличив свою армию под Албазином до десяти тысяч человек, предприняли новый штурм, но и он не принёс результата. Русские к тому времени потеряли значительную часть гарнизона, а потери маньчжур достигли двух с половиной тысяч человек.

Героическая оборона Албазина сорвала захватнические планы противника. Император Канси вынужден был изменить политику и прибегнуть к дипломатическим манёврам. Правительство циньского Китая при посредничестве голландского посла сообщило в Москву о своём желании начать с российской стороной мирные переговоры. Осенью 1686 года в Пекин прибыли русские послы Н. Венюков и И. Фаворов. В итоге непродолжительных переговоров маньчжурская сторона дала обещание снять осаду Албазина и дожидаться официального русского посольства.

Между тем маньчжурская сторона лукавила, её войска не сокращали свою численность и оставались на месте, удалившись от Албазина всего на четыре версты. Только в августе 1687 года они были отведены к своему укреплённому городку в устье Зеи.

Зимой того же года русские оказались в состоянии войны с Джунгарией, а в Забайкалье вторглись монгольские войска, которые возглавил Очира Саи-Хан. Их численность достигала двенадцать тысяч человек, тогда как все разбросанные по большой территории силы русских не превышали и двух тысяч.

Монгольские войска обзавелись с помощью циньского Китая огнестрельным оружием, пушками и пищалями. Монголы продвигались в сторону Иркутска, реально угрожая этому городу невдалеке от истоков Ангары. Чтобы усилить оборону Забайкалья сюда был направлен отряд московских стрельцов под командованием полковника Ф. Скрипицына. Командуя отрядом в пятьсот стрельцов, он провёл несколько удачных операций вблизи Удинска и у стен осаждённого Селенгинска, где монголам было нанесено сокрушительное поражение. А через некоторое время они потерпели также внушительное поражение от джунгар. Монгольские войска ушли в пределы северной Монголии и прекратили свои операции. Таким образом, обстановка на Дальнем Востоке существенно изменилась.

Это придало русской стороне уверенность в попытках урегулирования отношений с Циньской империей мирным путём. Поэтому правители маньчжурского Китая также решили пойти на переговоры с Россией, надеясь добиться миром удовлетворения своих территориальных претензий.

Мирные переговоры начались 12 августа 1689 года вблизи Нерчинска. Обстановка переговоров была крайне неблагоприятна для русской стороны, испытывавшей военное давление со стороны маньчжур. С русской стороны вели переговоры дипломат, боярин Ф.А. Головин, нерчинский воевода И.Е. Власов и подьячий С. Корницкий. Маньчжурскую сторону представляли Сонготу, воевода войска, располагавшегося под Нерчинском, Тун Гоган, дядя богдыхана, и Лантань, военачальник, командовавший маньчжурскими силами под Албазином. При делегации маньчжуров находились в качестве советников два иезуита, француз Ф. Жербион и португалец Т. Перейра. Они занимали крайне недружелюбную позицию к русским послам, старались тормозить и осложнять переговоры.

Обе делегации руководствовались определёнными инструкциями правительств, которые существенно расходились.

Ф.А. Головин должен был отстаивать государственную границу между обоими государствами по Амуру. Предписание, данное в Москве Головину, гласило, что «кроме оной реки (т.е. Амура) никакая граница не будет крепка, также чтобы подданные обоих государств с одной стороны к другу за реку Амур не переходили, с ясачных людей ясака не собирали и никаких обид им не чинили». Далее предлагалось пограничные ссоры урегулировать, разрушенные острожки восстановить и людьми заселить, как это имело место прежде.

Головин получил указание добиваться этой цели только мирными средствами. Известно, что ещё со времён Пояркова и Хабарова русские поселения и опорные пункты располагались по обоим берегам Амура; чтобы облегчить урегулирование спора, русская делегация предложила противоположной стороне установить границу по Амуру, не претендуя на его правый берег, хотя там никогда не было постоянного маньчжурского населения.

Предписание пекинских властей маньчжурской делегации включало требование передать циньскому Китаю Забайкалье и Приамурье. Претензии распространялись не только на правый, но и на левый берег реки, освоенный русскими людьми. Причём понятие «левый берег» истолковывалось неопределённо, включало земли и по левым амурским притокам, рекам Зее, Бурее и другим. Маньчжуры претендовали на обширные земли от Амура до Станового хребта. Северная граница этой территории была обозначена весьма неопределённо, поскольку, по существу, она была маньчжурам абсолютно неведомой.

Состоялись всего три встречи делегаций. Стороны изложили свои требования.

Причём требования маньчжурской стороны носили самый нелепый и абсурдный характер, поскольку маньчжурская делегация ссылалась на вымышленные источники. Одним из них было заявление, будто бы Амур протекает по территории, принадлежащей маньчжурам со времён Александра Македонского, основателя династии Цинь. Несомненно, такой аргумент не убедил русскую делегацию. Выдвигались маньчжурской стороной и другие территориальные требования, свидетельствовавшие о её полной географической неосведомлённости. Так, в сфере притязаний маньчжур оказались вся Чукотка, северо-восток Якутии. Вероятно, такое нелепое требование было подсказано маньчжурам иезуитами, более осведомлёнными в области географии.

Выдвигая свои нелепые требования, маньчжуры пытались воздействовать на русских, демонстрируя свою силу: крупное маньчжурское войско, развернув знамёна, окружило Нерчинск.

После долгих препирательств между делегациями Головин всё же добился заключения договора с Циньской империей. Договор был подписан 27 августа 1689 года, получив название Нерчинского трактата, или договора. Это был первый договор между Китаем и европейским государством о границе, торговле и другим проблемам международных отношений.

Нерчинский договор дал чёткое определение границы только на её западном, сравнительно небольшом участке в бассейне реки Шилки — по рекам Горбице и Аргуни. Восточная же огромная территория осталась неразграниченной. В старой географической и исторической литературе, в частности в энциклопедии Брокгауза и Эфрона, мы находим упоминание, что восточный участок границы между Россией и Китаем проходил по Становому хребту. Следовательно, вся огромная территория к северу от Амура переходила к маньчжурскому Китаю. Нелепость и неопределённость формулировок договора дали основание сомневаться в их действенности. Как пишет Советская историческая энциклопедия «Граничная линия по Нерчинскому договору была крайне неопределённой (кроме участка по р. Аргунь), так как названия рек и гор, служивших географическими ориентирами к северу от Амура, не были точны и идентичны в русском, латинском и маньчжурском экземплярах договоров, размежевание земель близ Охотского побережья вообще откладывалось до более благоприятного времени...»