夭折的色楞格谈判
1686年（康熙二十五年，俄历7194年）1月，俄方谈判外交使团组成，以戈洛文为全权大使，弗拉索夫为副使。2月5日（农历一月十三日，俄历1月26日）从莫斯科启程，卫兵多达500人，270车弹药粮草，在路过托博尔斯克时，又增哥萨克骑兵、步兵、火枪手、龙骑兵1400人以上，总人数超过2000人，四分之三为军事人员。
1688年5月30日（康熙二十七年五月初二日），中国对俄谈判团也自北京出发，前往色冷格（色楞格斯克），与沙俄使臣戈洛文谈判。谈判团由领侍卫大臣索额图、都统佟国纲、尚书阿喇尼、左都御史马齐、护军统领马喇以及汉官张鹏翮、陈世安等人组成，前往尼布楚的卫戍人员，有八旗前锋兵200人，护军400人，火器营兵200人。康熙钦定，其“忠贞可靠和足资信赖”的宫中耶稣会士，葡萄牙裔的徐日升（Thomas Pereira，1645-1708）和法裔的张诚（Gerbillon Jean Franois，1654-1707）随团前往。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，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7月（农历六月），索额图等使臣行至喀尔喀地方时，正值准噶尔领袖噶尔丹大举侵犯喀尔喀蒙古，道路被阻，便退回了北京。
尼布楚谈判的启动
1689年（康熙二十八年），经中俄两国代表重新商定，谈判地点改在尼布楚。6月13日（四月二十六日），索额图等人在出发前向康熙帝奏陈：“尼布潮（楚）、雅克萨既系我属所居地，臣等请如前议，以尼布潮为界，此内诸地均归我朝。”康熙帝熙考虑到噶尔丹正在进攻喀尔喀，希望尽早与沙俄划定国界，腾出手来对付噶尔丹，故出了重大让步，又指示：“今以尼布潮为界，则鄂罗斯遣使贸易无栖托之所，势难相通。尔等初议时，仍当以尼布潮为界。彼使者若恳求尼布潮，可即以额尔古纳为界。”
此后，索额图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（六月十五日），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9000-10000人，还有骆驼3000-4000头，马15000匹等。
8月19日（七月初五），戈洛文率领俄国使团抵达尼布楚，同日戈洛文差人面见索额图，要求，第一，谈判的地点由俄方拟定，第二，谈判时，双方所配备的警卫人员各不得超过300人。20日（七月初六），中方代表同意俄方选定地点和警卫人数，但强调，警卫人员除除佩刀之外，不得携带任何武器。
中俄达成协议，中俄代表各自携带260名佩刀警卫入场，双方士兵相互搜查，防止暗藏其他兵器，之后他们后退一定距离布列岗哨。但后来，戈洛文自己在《出使报告》中承认，俄方派出的警卫中有哥萨克火枪兵，他们虽然未持枪支，却身藏数枚手榴弹。戈洛文还命令，留在尼布楚城里的士兵，在谈判期间，每日子弹上膛，刺刀出鞘，严阵以待。
剑拔弩张
中俄代表团正式谈判是从1689年8月22日至9月7日（康熙二十八年七月初八日至二十四日）举行。十六天中，双方代表坐在一起谈判只有前两天和最后一天，其余都是会下个别商议。
8月22日（七月初八），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。中方钦差大臣索额图，则历数俄国入侵中国的犯罪行径，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。双方第一天，都未亮出底牌，而是反复旁敲侧击，相互深浅，探查签约底线。