На следующий день, 18 августа, внезапно на холмах, окружающих Нерчинск, появились китайские войска, в блестящих кольчугах и полном вооружении и двинулись отдельными полками по направлению к городу; вместе с тем, стало известно, что собираются значительные массы бурят, с явно враждебными намерениями. Нерчинск был охвачен паникой. Были спешно приняты меры к обороне: выкатили пушки, воздвигли баррикады из бревен, пригнали из окрестностей скот. Сам Головин с войском вышел из города, чтобы дать отпор неприятелям в открытом поле, не рассчитывая на крепость обветшалых и полусгнивших деревянных стен острога. Тем не менее думать о сопротивлении не приходилось, и едва китайские послы верхами показались в виду города, Головин поспешил послать сказать им, что он согласен принять их предложение. Таким образом, военная демонстрация китайцев, не совсем обычная в ходе мирных переговоров, увенчалась полным успехом.
В последнюю минуту, уже 22 августа, китайские послы, однако, предъявили вдруг новое требование, едва не нарушившее предварительное соглашение, заявив, что, в силу этого соглашения, под власть императора должно отойти все пространство к северо-востоку от Горбицы, т. е. все побережье Охотского моря до Чукотского мыса. На это требование с русской стороны не последовало никакого ответа ни в тот, ни в следующий день. Такое молчание смутило китайских послов, тем более, что и иезуиты с русскими картами в руках доказывали им, насколько безумны их претензии на обладание столь отдаленными от Китая областями. Они уже рады были отказаться от своих неосторожных требований, когда прибыл гонец от Головина и привез письменный протест, в котором ответственность за возможность разрыва всецело возлагалась на китайских уполномоченных. Составленная в миролюбивых выражениях, декларация произвела должное впечатление. И переговоры возобновились. Они завершились 27 августа заключением формального договора, согласно которого русские должны были эвакуировать и срыть Албазин; граница устанавливалась по Аргуни и Горбице и не должна была нарушаться подданными договаривающихся держав под страхом наказания.
Подписание договора было обставлено не менее торжественно, чем начало конференции. Под Нерчинском был раскинут один общий шатер. Китайские послы прибыли, окруженные блестящей свитой в шелковых и парчовых платьях; их сопровождал целый корпус конницы в 1500 человек с развевающимися знаменами и значками.
Русские уполномоченные, с своей стороны, приехали с отрядом в 300 пехотинцев и оркестром музыки. Послы поместились в шатре за столом друг против друга на лавках, крытых турецкими коврами; иезуитов посадили за узким концом стола. Свита с обеих сторон присутствовала стоя. После прочтения текста договора, он был подписан, и приложены были печати. Послы присягнули в соблюдении заключенных условий, и произошел обмен договорными грамотами, после чего Головин, под звуки оркестра, облобызался по русскому обычаю с Сонготу. По окончании торжества, русские при свете факелов проводили китайских послов к их судам. Через два дня китайское посольство пустилось в обратный путь.