4月23日，三国政府向日本政府发出以下通知：
今日本国割占辽东，既有危害中国之首都（北京）之虞，也让朝鲜国之独立有名无实，有碍维持远东之和平，故今劝谕贵国确认放弃占领辽东半岛。”；三国要求日本归还辽东予中国，并限定在十五日之内答复。
4月30日，日本提出只占领旅顺与大连两海港，加上一些赔款。但三国依然态度强硬，毫不退让。日本虽然战胜中国，但是中国的北洋水师也使日本海军损失不少。它希望英国会提供支持，但英国也只是建议日本接受三国的“劝谕”。在如此的外交压力之下，加上签署条约的日方代表伊藤博文是主和派，日本唯有在5月5日宣布放弃对辽东半岛的永久占领。
10月19日，日本与三国达成协议：日本归还辽东予中国，而清廷要付出三千万两白银作为赔偿。11月16日，清廷赎回了辽东。
三国的外交胜利，激起了世界各大强国在华实现帝国主义的野心。1896年，俄国以迫日还辽有功，同清政府签署中俄密约。后来，密约泄露，列强争相迫使清朝划出势力范围、租界与租借地。俄国在1898年租下旅顺与大连两港口；德国则强占胶州湾。三国在事件中各怀鬼胎，反映了19世纪末与20世纪初紧张的欧洲国际关系。同时，事件也开列强企图瓜分中国之端。日本是刚刚崛起的新帝国，却遭到如此的外交屈辱。因此，日本一直怀恨在心，谋求“卧薪尝胆”，大力鼓吹发展军事工业，期待报仇之机。1904年，日本重整旗鼓，偷袭俄国在旅顺的海军，引起日俄战争。1914年，第一次世界大战在欧洲爆发，日本趁机派兵侵占胶州湾。其实，与三国集团相比，日本也未尝不是帝国主义的国家，三国干预仅仅是帝国主义之间的典型纷争。清政府虽然代表中国签署和约，却在上述事件中毫无发言权，默默让马关条约之条款剥削中国。事件激起中国知识分子对国情的反思，开启了百日维新的先声。