《马关条约》签订后，李鸿章政治上失势。清廷革去其直隶总督、北洋大臣之职，徒留文华殿大学士虚衔。日本在东北势力的急剧膨胀，引起了俄国的警惕和担忧。俄国政府借1896年5月26日沙皇尼古拉二世加冕典礼的机会向清政府发出邀请，希望能派员参加，更重要的是，借机讨论如何限制日本在中国东北的利益。李鸿章当时赋闲在家，且是亲俄路线的坚决拥护者，自然是出使大臣的最佳人选。清廷决定派使团赴俄，顺访英、法、德、美等国。
1896年，李鸿章已是七十四岁高龄的老人。临行前家人恐其不测，专门准备一副楠木棺材随行。李鸿章使团一行除其子李经方、李经述外，还有兵部主事于式枚、洋员德国人德璀琳、总税务司英国人赫德的弟弟赫政、英国医生伊尔文等人。
4月30日，李鸿章一行抵达俄国圣彼得堡。李鸿章并未安排在国宾馆住宿，而是住在一位名叫巴舍夫的商人家中。巴舍夫是俄国著名的巨商，富比王侯。李鸿章到巴舍夫私邸时首先看到的是一座中式大牌楼，上面插满龙旗，中间竟镶嵌着李鸿章的照片。李鸿章受到了巴舍夫一家最隆重的接待。财政大臣维特负责全程接待李鸿章一行。维特是第一次世界大战以前欧洲最为杰出的外交家之一，可见俄国政府对中国使团的重视。维特尤其注意在细节上照顾这位风烛残年的老人。按照外交惯例，公开场合吸烟极不礼貌。维特考虑到李鸿章吸烟的习惯，每次专派两人伺候，将点燃的香烟送到他口中。在俄期间，沙皇尼古拉二世两次秘密召见李鸿章，亲自与其谈判签约一事。5月26日，尼古拉二世举行加冕典礼，李鸿章前往祝贺。次日，各国显要都入宫庆贺。李鸿章被安排在首席贺臣的行列中，同英国皇太子、德国亲王、日本皇弟等人平起平坐，可谓风光一时。
不久，李鸿章与俄国政府秘密签订条约，史称《中俄密约》。其主要内容有：一、中俄两国遇有战事，互相援助；二、中俄两国不得私自同敌国定立和约；三、如遇紧要战事，中国所有口岸允许俄国军舰驶入；四、中国允许俄国修筑一条从黑龙江、吉林到海参崴的铁路等。
1896年6月13日，李鸿章抵达德国首都柏林。德国人对李鸿章的隆重礼遇，恰巧和十几天后来德国访问的日本外务大臣山县有朋形成鲜明对比。伦敦记者就此事采访山县有朋，问及是否会因待遇不同而嫉妒李鸿章。山县有朋说：“中国乃大国，李鸿章又是举世闻名的人物，德国举行盛大仪式欢迎他是应该的，我不会嫉妒他。”李鸿章受到的待遇果然不同寻常。德国人充分考虑到李鸿章的喜好，房间茶几上摆着雪茄烟，庭院长廊中挂着画眉鸟。德国人之所以如此接待李鸿章，其实也有自己的如意算盘，即希望中国能够从德国订购大批武器。不料李鸿章在德发表声明，此次德国之行，的确见识到德国制造业的发达。回国之后，我会向皇帝报告，今后有机会定来德国采购军火。德国人方才明白，李鸿章并非为购买军火而来。英国媒体报道了德国人的失望情绪：“李鸿章走了，现在不知有所收获的是谁？黄金雨不降，白玉雪不飞，我们如同做了一场梦！他要走了，我们的梦才醒了。这真是自寻烦恼，自作自受啊！”
6月16日，德皇在新建的皇宫设宴接待李鸿章。宴会结束后，德皇邀请李鸿章阅兵。只见德军阵式变化缓急有序，李鸿章由衷地说道：“我如果能有这样的十个营，甲午一战就不会败给日本。”
李鸿章在国际外交界素有“东方俾斯麦”之称。来到德国，当然要见识一下真正的俾斯麦。李鸿章下榻的德国行馆，墙上即并列挂着李鸿章和俾斯麦的大幅照片。伦敦《中国新闻报》报道说，“此次李鸿章垂老远游，来到德国，俾斯麦亦早闻李鸿章大名，两人机缘巧合一处，怎能不见面”？
6月17日，李鸿章与俾斯麦会面了。李鸿章身着黄马褂，俾斯麦则胸佩大十字宝星，头戴御赐王冠。李鸿章先作揖为礼，两人握手致意。坐定后，李鸿章向俾斯麦问候：“贤王身体可好？”俾斯麦答：“夜里总是难以入睡。”李鸿章切入正题，道：“此次前来，有一事请教。欲复兴中国，何道善之？”俾斯麦答：“承阁下相问，可惜两国相隔太远，我对贵国政务一无所知，实在无法明断。”李鸿章又问：“何以图治？”俾斯麦道：“以练兵为立国之基，舍此别无良策。兵贵在精而不在多，五万足矣。”俾斯麦从德国经验出发，认为军队不必超过五万。他以己度人，果真中国仅有五万军队，岂不闹出笑话！李鸿章着实感叹：“挑选五万精兵绝非难事，然中国缺乏教授军事之人。二十余年，鸿章处心积虑建设国防，哪知甲午一战全军覆没，真好生惭愧！”吃罢晚餐，二人合影留念。李鸿章给俾斯麦留言道：“仆闻王盛名十余年，不过如空谷之应声耳，今乃觌面见之，直如剑气珠光，不敢逼视。”
7月4日，李鸿章使团离开德国，行至荷兰。此时荷兰国王刚刚逝世，其女被拥立为新国王。次日晚上，皇太后宴请李鸿章。宴会后的歌舞表演给李鸿章留下了很深印象，他当即赋诗一首，云：“出入承明四十年，忽来海外地行仙。华筵盛会娱丝竹，千岁灯花喜报传。”席间，皇太妃赏赐李鸿章金狮子大十字宝星一枚。
7月9日，李鸿章一行到达比利时。在比利时，李鸿章参观了克革列枪炮厂。李鸿章对一尊新式大炮产生了浓厚的兴趣，赞不绝口，迟迟不肯离去。军火商见其十分喜爱，讨好说愿赠送一尊。李鸿章顺水推舟道“烦劳您送抵京城”。军火商果然于本年冬天将大炮运抵京城。比利时国王设宴款待李鸿章。席间，李鸿章按捺不住，竟点着烟抽了起来。按照西洋礼节，这是对主人的不尊重。但比利时国王并不介意，而是巧妙地拿出各种烟卷分发给诸位宾客。
7月13日，李鸿章抵达法国巴黎。次日正巧是法国共和纪念日，法国总统福尔在塞纳河畔举行了隆重庆典。17日，法国外交部在艾菲尔铁塔设宴款待李鸿章。法国是西方美食大国，本想向李鸿章炫耀，同东方美食较量一番。当时艾菲尔铁塔已安装电梯，登塔并不费力。李鸿章却以伤风为由婉拒登塔。
8月2日，李鸿章离开法国的哈伦港，抵达英国南安普敦港。李鸿章下榻于伦敦市中心议院贵族琅司岱的私宅。8月5日，李鸿章在奥斯本行宫觐见维多利亚女王。李鸿章仔细打量这位世界最强大国家的君主，只见她身着黑服，头披白纱，左臂系一白色罗带，下吊金盒，金盒上插有其已故夫婿的照片。女王起身折腰为礼，李鸿章则以三鞠躬还礼。女王特意安排李鸿章到朴茨茅斯军港参观英国海军。李鸿章乘坐“矮孛打”号巡阅了世界上最强大的舰队。港口共停泊着二十七艘铁甲舰、二十艘巡洋舰。李鸿章每至一舰，各舰均降旗致敬，军官率领着士兵立于甲板之上接受检阅。“矮孛打”号驶进港口时，鸣礼炮十九响，表示对李鸿章的尊敬。8月18日，李鸿章参观伦敦电报局。当时伦敦电报局共雇佣发报员三千人，令人惊叹。李鸿章当即写就一封八十五字的电报，发给中国电报局督办盛宣怀。盛宣怀很快发出九十四字的回电，7分钟后抵达伦敦。同时，李鸿章还参观了格拉斯哥的缝纫机厂，并带走两台作为纪念。
8月29日，李鸿章到达纽约。次日，李鸿章拜见美国总统克利夫兰。作为美国前总统格兰特的生前好友，李鸿章亲手在其墓前种下一棵纪念树。格兰特是美国第十八任总统，1879年卸任后曾到中国游历。来华后，格兰特与李鸿章一见如故，视为知己。李鸿章尤其喜欢格兰特的手杖。格兰特看出李鸿章的心意，道：“我知道你很喜欢这支手杖，本应馈赠于你，只是这手杖乃是我卸任总统时国人赠送给我的，因此不便送你。待我回国后将此事告知大家。如大家赞同，我马上转赠于你。”回忆往事，李鸿章无限伤感。李鸿章听说格兰特夫人尚在，决定登门拜访。格兰特夫人非常高兴，邀请绅商百余人作陪，盛宴款待李鸿章。宴会结束时，格兰特夫人当众宣布：“承蒙各位厚爱，赠送一根手杖给先夫。先夫经常与我提起，李中堂非常喜欢这根手杖。因手杖乃各位所赠，不便转赠李大人。本想征得诸位同意再转寄李大人。不料此事未竟，先夫已撒手人寰。今天有幸李大人到此，我想征求各位意见，完成先夫夙愿。”在座众人全体赞同将手杖赠给李鸿章。
9月5日，李鸿章离开美国坐火车到达加拿大。在加拿大，李鸿章参观了尼亚加拉大瀑布，访问了多伦多、温哥华等城市。尤其对加拿大的铁路事业赞不绝口，连呼“为天下第一大工，各国罕有伦比”。
10月2日，李鸿章经日本横滨返回天津，完成了其环游世界的行程。
李鸿章在致吴汝纶的信件中，抒发了对西方文明的无限向往。他说，西方各国上下一心，齐心合作，无事不举，积富为强；反观中国，政事杂乱，多方掣肘，生财之法也远远落后。
李鸿章之死
1900年，八国联军发动对华战争。联军很快攻占天津，进入北京。慈禧带着光绪帝出逃西安。逃亡途中慈禧以光绪的名义发布“罪己诏”，授予李鸿章全权大臣之职，令其迅速办理谈判事宜，朝廷“不为遥制”。李鸿章再次临危受命，北上调停。李鸿章首先致电英、法、德、俄、日五国公使，提出“先靖内乱，再议善后”的解决方案。列强表示同意李鸿章北上。李鸿章离开广州时，曾对南海知县裴景福感叹：“内乱如何得止？我不能预料，唯有竭力磋磨，暂缓年份，尚不知做得到否？我能活几年，当一日和尚撞一日钟，钟不鸣了，和尚也就死了。”
李鸿章于上海启程北上，由俄国军舰护送抵达天津。李鸿章垂暮之年，看到熟悉的天津城如今残破不堪，不禁放声痛哭。其幕僚梁肯堂曾记曰：“相公时下忧时泪，谁道而今非哭时？譬以等闲铁如意，顿教捶碎玉交枝。皇舆播荡嗟难及，敌垒纵横不敢驰，曾是卅年辛苦地，可怜臣命已如丝。”
李鸿章马不停蹄，赶至京城。此时的北京城也是一副惨景：“京师尸积遍地，腐肉白骨路横”；“火焚数千万家，昼夜烈焰腾空”。李鸿章在京城贤良寺住下。京城各国驻军只承认奕劻和李鸿章两位全权大臣的居住之所为中国地方，其余均为“外国辖境”。其实，奕劻住宅外有日本兵持枪护着；李鸿章住所也有荷枪实弹俄国兵把守，外国报纸评论云：奕劻“如一囚徒”；李鸿章“实际上是受到礼遇的俘虏”。
经过九个月的艰苦谈判，1901年9月7日，李鸿章与列强签订了中国近代以来最为丧权辱国的《辛丑条约》。签约之后，李鸿章在给朝廷的奏折中写道：
臣等伏查近数十年内，每有一次构衅，必多一次吃亏。上年事变之来尤为仓猝，创深痛巨，薄海惊心。今议和已成，大局少定，仍望朝廷坚持定见，外修和好，内图富强，或可渐有转机。譬诸多病之人，善自医调，犹恐或伤元气，若再好勇斗狠，必有性命之忧矣。
李鸿章拖着衰朽的躯体为签订和约竭尽心力，他的生命一步一步走到了尽头。1900年12月底，李鸿章开始生病，一个月后高烧不退。1901年7月，李鸿章病情加剧，不能视事。9月，又患上伤风，“鼻塞声重，精神困倦”。《辛丑条约》签字后，李鸿章病情急转直下，饮食不进。两个月后，部下周馥接到李鸿章病危的消息，赶到贤良寺探望。此时李鸿章已病入膏肓，身着殓衣，呼之能应，口不能语。1901年11月7日中午，周馥哭号着说：“君有何放心不下，不忍去耶？公所经手未了之事，我辈可办，放心去吧！”李鸿章忽然嘴唇喃喃颤动，两行清泪从眼窝中滚出，须臾气绝。终年七十八岁。
李鸿章的一生，他自己曾这样概括：“予少年科第，壮年戎马，中年封疆，晚年洋务。一路扶摇，遭遇不为不幸。”
是的，就仕途名位而言，李鸿章是幸运的。他抓住了时代提供给他的所有机会，青云直上干重霄。然而，这时世的艰难困顿，既是他一切荣耀的来处，也是他一切屈辱的源出。
这古老的中华帝国，穿越数千年历史的尘埃，终于接近了她的终点。她是如此的疲惫、衰老，在英气勃勃的现代文明之前，这般的捉襟见肘，窘迫难堪。然而，她还不甘心就此退却，她还试图挣扎。但这挣扎愈是激烈，其结局愈是凸显出命运的无奈与历史的无情。
在滔滔历史洪流前，人只是沧海之粟，所有的反抗总是无力。李鸿章也是无力的。这是他的不幸。这也是适逢其时的每一个中国人的不幸。
时局惟艰，干戈未息。临终前，李鸿章依然无限牵挂，吟诗一首：
劳劳车马未离鞍，
临事方知一死难。
三百年来伤国乱，
八千里外吊民残。
秋风宝剑孤臣泪，
落日旌旗大将坛。
海外尘氛犹未息，
诸君莫作等闲看。
