虽然伍廷芳称在国体确定为共和后，其他问题“自有善法”，但实际上他并没有什么现成的良法，不过，由于双方在“和平实现共和”这一点上已有共识，故双方在第二次会议上都提出了自己的设想。唐绍仪提出：“我以为国人皆希望共和，必须徇众”，建议以国民会议形式解决国体问题。（实际上，通过召开国民会议，以这种“体面”的方式把满清王朝赶下台的想法在北方已早有酝酿，这项建议最早由张国淦提出。)伍廷芳初时以全国独立省份之多寡已能说明民心向背，拒绝了唐的提议。当唐绍仪说明召开国民会议的目的和意义后，伍廷芳提出以南京的各省代表会议代行国民会议职能，唐绍仪则认为南京的各省代表会议没有包括未独立省份，主张重新召集新的国民会议，由于双方意见不一，只得决定由唐绍仪把“通过国民会议解决国体问题”及伍廷芳在此问题上的意见转告袁世凯，依北方回电再做决断，
如果说此前黄兴等人的“推袁”声明还使袁世凯将信将疑的话，那么唐绍仪此时的去电无疑使袁吃了定心丸，虽然伍、唐在和谈中未正式肯定此事，但唐显然从南方获得了某种承诺，故袁得电后，即约徐世昌计议，袁、徐二人随后取得了庆亲王奕匡的支持。于是袁世凯以内阁名义奏请皇太后召集王公大臣会议，12月25日太后传旨国会选举暨开会地点可酌量变通办理”。26日，袁世凯上奏提出关于国会选举及开会地点方案，并试探太后对于“清帝退位优待条件”的意见。27日唐结仪再电袁默察东各省民情，主张共和巳成一往莫遏之势，近因新制飞船二艘，又值孙文来沪挈带巨资，并偕同泰西水陆兵官数十员，声势愈大，正组织临时政府，为巩固根本之计。且闻中国商借外款，皆为孙文说止外国，以致阻抑不成。此次和谈一辍，战端再起，度支竭蹶可虞，生民之涂炭愈甚，列强之分裂必乘，宗社之存亡莫卜。”“请早召集国会。”27日下午载沣在其邸召集了皇族会议，他首先发言，询问诸皇族“对于南军力持民主、撤废帝位、优待皇室各要求，究作如何之对付？”皇族成员纷纷发言，载泽嘲笑奕匡：“值此朝局危迫，诸皇族皆有与共存亡之关系，现袁世凯承认召集国会、公决政体(注：今人所言“政体”是指“一定的社会阶级取何种形式去组织那反对敌人保护自己的政权机关。”故当时人所言“政体”当为今人所言“国体”，国体“就是社会各阶级在国家中的地位”，关于国体、政体之区分详见于毛泽东《新民主主义论》《毛泽东选集》第二卷，人民出版社，1991年第2版，第676、677页）已有暗向民军、默认民主之意，
然袁世凯系公力保以为可使挽回大局、保存皇室，至今不但不保存皇室，反将倾覆皇室。其居心何在？”奕匡心虚不语。讨论的结果，各权贵因害怕不允民主之请，需将所有资产“和盘托出”，充作军资，故虽主观上不愿承认民军之要求，但亦不敢过分坚持。最后载沣提议皇帝退居东三省，而以直隶、山西、山东、河南等省为辖地，并将蒙藏各藩属改作联邦，仍由清帝驾驭，并仍以北京为首都，至东南十余省，则悉任民军组织共和，与之划分界址，永远各不相侵。”皇族们一致同意此提议，会后载沣即将此方案呈请太后。袁氏闻此后，上奏太后今日挽救大局，舍召集国会外，实无良策，如朝廷不从此议，余计无所出，惟有辞职而已”。太后力劝袁氏留任。袁遂向诸亲贵宣旨各王大臣如能接济巨款以充军资，余仍愿与民军决战”，但无一应者，袁乃主张公决国体，各亲贵被迫同意。28日太后懿旨：“予惟我国今日于君主立宪，共和立宪二者以何为宜？此为对内对外实际利害向题，固非一部分人民所得而私，亦非朝廷一方面所能专决，自应召集临时国会，付之公决”。唐绍仪接北方回电后迅即转告伍廷芳，双方续行第三次会议，会议确定“开国民会议解决国体问题，从多数取决，决定之后，两方均须依从。”12月加日双方续行第五次会议，详细讨论子国民会议问题。关于国民会议召开地点，唐绍仪根据北方指示首先提出：“会场在上海，蒙、回、藏全体反对，宜在北京”。伍廷芳立即回绝万万不能，如此，则无庸议。”唐氏又提议汉等地，伍廷芳则坚持以上海为宜不如在上海，交通便利，会场易择，行旅皆安，万国消息灵通，且两全权与各代表接洽亦易，故以上海为最宜。”唐仪还想提出新的地方，伍廷芳反讽“不如在香港”，“香港甚妙，使北方人大开眼界也”。由于伍廷芳坚持以上海为会议地点，唐绍仪不得不表示无之，我料投票必为共和，但形式上耳。”伍廷芳回敬道一家之事，何必如此争执，今日之事，将近成功，不如以上海为便也。”唐无词，由此双方在国民会议问题上达成四项协议：国民会议由各处代表组成，每省为一处，内外蒙古合为一处，前后藏合为一处；每处各派代表三人，每人一票，若有某处到会代表不及三人者，仍有投三票之权；开会之日，如各处到会之数，有四分之三，即可开议；南方各独立省份代表由中华民国临时政府发电召集，北方未独立各省由清政府发电召集，其他省份则由双方分别致电召集。
(四)关于清室及少数民族待遇问题
清室及各少数民族在清帝退位后的待遇问题在第三次会议上基本确定下来。此前，在12月20日的第二次会议上，伍廷芳提出只要国体确定为民主共和，则“皇室之待遇，旗兵之安置，自有善法”。唐绍仪当时即表示了他的担忧我闻人言十八省将尽逐满人。”伍廷芳马上解除了其顾虑，并提出了自己的设想，对于蒙、满、回、藏等少数民族居留之地等于各行省若程度不足，则暂如美国初立国时，对于十三省以外之新地，设总督治之，决不授之外人，若外国人干涉时，必既全力抵之”。由于第三次会谈前清廷已同意通过召集国民会议决定国体问题，并非正式地讨论了关于清帝退位的条款，故12月29日第三次会议双方议定，关于清室之待遇：以待外国君主之礼待之；退居颐和园；优给岁俸，数目由国会定之；陵寝及宗庙听其祀奉；保护其原有之私产。关于蒙、满、回、藏等各少数民族之待遇：一律与汉人平等；保护其原有之私产；先筹八旗生计，于未筹定八旗生计以前，原有口粮，暂仍其旧；从前营业之限制，居住之限制，一律蠲除；所有王公等爵，概仍其旧。中国各民族一律平等、实现民主共和的曙光已经出现。
但就在伍、唐议和的同时，12月21日孙中山从欧洲抵返香港，25日其又偕胡汉民等到达上海，29日正处于群龙无首状态的十七省代表在南京以绝对多数票举孙中山为中华民届临时大总统。尽管在当选之日孙中山就致电袁世凯，声明只是暂时担任组织政府之责，希望袁氏能早定大计。但生性多疑的袁世凯根本就不放心，加上清室中人也以唐绍仪让步过快、过大而向袁施压，随着孙中山1912年1月日就任临时大总统，袁世凯顿感其美梦已经破灭，这样，本来应在1911年束的议和延续到了第二年。
四、伍廷芳参与南方议和
虽然孙中山“实际上只不过是一个主持和议的总统罢了。”袁世凯仍于1911年12月31日第五次会议之后通过梁士治给唐绍仪辞职暗示，以为转圜。唐接电后即以“奉职无状”请辞代表之职。1月2日袁世凯“经请旨准其辞任”。本日袁世凯同时致电伍廷芳，解释唐绍仪辞职缘由此次变乱，各省扰攘，本政府不忍生灵涂炭，特备文委托唐代表赴沪作为总理大臣全权代表，专为讨论大局之利害，其权限所生，只以切实讨论为范围，乃迭接唐代表电开，与贵代表会议各条约，未先与本大臣商明，遂行签订，本大臣以其中有必须声明及碍难实行各节，电请唐代表转致，嗣据唐代表一再来电请辞代表之任，未可强留，现经请旨，准其辞任。”要求与伍廷芳直接电商。和谈由此进入第二阶段，在此阶段，双方往返电驳，直至清帝逊位。
和谈破裂，后世史家皆认为此时为一举攻下北方的大好时机，广西省议院、武昌各部长等即通电主张勿庸再召集会议，因已选举总统，如再妥协，那样可能得不偿失。确实，此时孙中山从海外归来，南方有了领导核心，形势似乎很好，但此时北伐却是越来越不现实，这一方面是因为南方的经济状况不但没有改善，相反是更趋恶化。孙中山回国之前，外间盛传孙有大批款项带回，他回国时所受到的巨大欢迎应当说是与这种谣传有一定关系的，孙中山最终带回来的只是“革命精神”耳。孙组织临时政府时，曾准备邀张謇任财长，据张估计，中央政府的行政外交费用每年至少需要三千万，而其间缺口甚大，故张氏拒绝了孙的邀请。财政的窘迫有时到了令人尴尬的地步，当安徽地方请求财政援助时，孙中山即批准拨付二十万，但国库仅存十万。有的地方军队已经放言军队乏饷即溃，到那时只好自由行动，莫怪对不住地方”黄兴为筹饷而奔走于沪、宁之间，累得吐了血，但收效甚微。另一方面，此时的军队也很难担此重任，当时汇集南京准备“北伐”的军队“号称十七师，然惟粤、浙两军有战斗力，粤军不满万人，持以击退张勋及北洋第五镇于徐州。浙军将领则素反对克强，不受命令，陆军部不能加以制裁，其他各部，乃俱不啻乌合，不能应敌”。面对此情此景，孙中山更坚定了他此前所持的策略：“谓袁世凯不可信，诚然；但我因而利用之，使推翻二百六十余年贵族专制之满洲，则贤于用兵十万。纵其欲继满洲以为恶，而其基础已远不如，覆之自易，故今日可先成一圆满之段落”。故此，1月2日孙中山再电袁世凯，重申推袁承诺。
在伍廷芳参与本阶段议和的过程中，发生了一件对其来说是重大考验的事情。孙中山当选临时大总统后，即着手组织内阁，以伍廷芳的声望及其当时议和代表、外交代表的身份，出任临时政府的外交总长是理所当然的事，但孙中山却安排其为司法总长，而以王宠惠掌外交，孙的这一安排引起很大争议，他的对外解释是“伍君固以外交见重于外人，惟吾人以伍君法律胜于外交”。“中华民国建设伊始，宜首重法律，本政府派伍博士任法部总长，职是故也”。但世人一看便知这只是托辞。实际上，孙中山之所以如是安排，是因外交权重，以善于驾驭的年轻人如王宠惠者为宜，而伍廷芳年长孙二十四岁，“不便指导”。对于此项安排，广东广肇公所以拒绝向聪时政府提供贷款表示抗议，伍廷芳则以大局为重，力劝广肇公所仍行贷款。在以后的议和中，伍廷芳并未受此影响，仍表现得尽职尽责。
(一)与袁周旋
驳斥袁世凯修改成议的要求。如前所述，袁世凯接受唐绍仪“辞职”后，随后致电伍廷芳，“解释”接受唐辞职缘由，伍廷芳接电后非常气愤地回电驳斥广此次唐使来沪，携有总理大臣全权代表文凭，开议之始，互验文凭，本代表即认唐使得有全权会议，五次所订各约，一经签字，即生遵守之效力”。对于袁氏提议的直接函商，伍廷芳向其指出，按公例只能面商，同时强调如袁出于对和平的真诚意思，请先按协议五日内退兵。1月3日袁世凯以唐绍仪“超出”了授权范围再电伍廷芳，提出修改伍、唐已达成的关于清军退驻的条款，变更为：官军退出汉阳、汉口百里以外，过江之民军退还江南；陕西官、民军各退离潼关五十里；大同、太原不在议列；安徽的军队由于双方相距甚远，互不退防；江北民军及张勋军队驻防不动，对于袁的无理要求，伍廷芳先礼后兵，首先向袁说明了此前双方达清军退兵协议的原因：“前与唐使讨论退兵办法时，以各处民军，皆系就地起事，只有停止进取，无所谓退，惟清军队皆自北方来，志在攻取，故商量罢兵，宜调回清军，方足表希望和平之诚意，是以彼此定约，只言清军退回，系就实际情形着想，非办法畸形轻重也”，接着根据袁电内有“委托唐代表赴沪作为总理大臣全权代表”等语，希望袁不要再有破坏协议之举，并再次邀请袁南来面商。针对伍廷芳的拒绝、解释和建议，袁世凯则继续使用胡搅蛮缠的手段，提出一些违背协议的新建议，对于袁世凯，伍廷芳除了驳斥其无赖外，也别无良法。
