皇帝ニコライ２世は、ウィッテの報告を聞いて合意の成立した翌日の日記に「一日中頭がくらくらした」とその落胆ぶりを書き記しているが、結局のところ、ウィッテの決断を受け入れるほかなかった。９月１日、両国のあいだで休戦条約が結ばれた。
以上のような曲折を経て、１９０５年９月５日（露暦8月23日）、ポーツマス海軍工廠内で日露講和条約の調印がなされた。ロシア軍部には強い不満が残り、ロシアの勝利を期待していた大韓帝国の皇帝高宗は絶望した。
合意内容
ポーツマス会議における日本全権小村壽太郎の態度はロシア全権ウィッテと比較してはるかに冷静であったとロシア側の傍聴者が感嘆して記している。
すでに日本の軍事力と財政力は限界に達しており、にもかかわらず日本の国民大衆はそのことを充分認識していないという状況のなか、ロシアの満州・朝鮮からの撤兵という日本がそもそも日露戦争をはじめた目標を実現し、新たな権益を獲得して強国の仲間入りを果たした[20]。
ウィッテは、ロシア国内に緒戦の敗北は持久戦に持ち込むことによって取り戻すことができるとする戦争継続派が存在するなかの交渉であった。
講和会議が決裂した場合には、ウィッテが失脚することはほぼ間違いない状況であった。
国内の混乱も極限状態であり、革命前夜といってよかった。
ウィッテは小村以上の窮状に身をおきながら、日本軍が侵攻した樺太全島のうち、北緯５０度以南をあたえただけで北部から撤退する約束のみならず、賠償金支払いをおこなわない旨の合意を日本から取り付けることができた[20]。
講和内容の骨子は、以下の通りである。
日本の朝鮮半島に於ける優越権を認める。
日露両国の軍隊は、鉄道警備隊を除いて満州から撤退する。
ロシアは樺太の北緯５０度以南の領土を永久に日本へ譲渡する。
ロシアは東清鉄道の内、旅順－長春間の南満洲支線と、付属地の炭鉱の租借権を日本へ譲渡する。
ロシアは関東州（旅順・大連を含む遼東半島南端部）の租借権を日本へ譲渡する。
ロシアは沿海州沿岸の漁業権を日本人に与える。
日本は１９０５年１０月１０日、講和条約を批准し、ロシアは１０月１４日に批准している。
日本はポーツマス条約によって遼東半島（関東州）の租借権、東清鉄道の長春〜大連の支線、朝鮮半島の監督権を得た。鉄道守備隊はのちに関東軍となった。
１０月、満州軍総司令官下に関東総督府を設置し、軍政を敷いた。
清国がこれに抗議し、日本の門戸閉鎖に対して英米が反発、１９０６年3月に満州の門戸開放を迫ったため、日本は満州開放の方針を確認し、関東総督府を関東都督府として改組した。１９０６年１１月、民間企業で日本最大のコンツェルンとして南満州鉄道株式会社を設立、以降、南満州鉄道を柱とする満州経営権益は日本の重大な課題となった。
日英同盟は攻守同盟へと強化され、日本の朝鮮半島支配とイギリスのインド支配を相互承認した。
またアメリカとも桂・タフト協定で日本の朝鮮半島支配権とアメリカのフィリピン支配権を相互に確認した。
フランスも同盟国ロシアの弱体化を受けて日本に接近、１９０７年、日仏協約を締結。
ロシアも国内での革命運動の激化などを背景に日本に接近し、１９０７年日露協約（第二次日露協商）を締結し、日本が南満州、ロシアが北満州を勢力範囲とし、日本の朝鮮半島支配とロシアの外蒙古の「特殊利益」を相互承認した。
日本は列強の承認の下、１９１０年に韓国併合にいたった。満州は「１０万の生霊を２０億の国帑」で購われた「特殊地域」と日本はみなした。
イギリスは、フランス、ロシア、日本によるドイツ包囲網を形成したが、日本国内では親英路線と親露路線とが対立した[25]。日米関係は満州権益をめぐって対立、また日系移民排斥問題などが発生し悪化していたが、１９０７年の日米紳士協定、１９０８年の高平・ルート協定によって緊張を宥和させ、１９１１年の日米通商航海条約によって日本は関税自主権を獲得し、日本は従属的な立場を解消させた。
明治天皇は、講和条約締結から約８か月後の１９０６年６月７日に、帝国軍人後援会に対し慰労の勅語を下した。
明治三十七 八年の戦役に際し、時に及び財を募り、以て軍人、家族、遺族、廃兵救護の経営に資し、克く軍人援護の績を致せり。朕深く之を嘉す。
日本
日本はこの戦争の勝利でロシア帝国の南下を抑えることに成功し、加えて戦後に日露協約が成立したことで日露関係は急速に改善し、革命によりロシア帝国が崩壊するまでその信頼関係は維持された。
この条約により、相互の勢力圏は確定され日本は朝鮮半島の権益を確保したうえ、ロシア帝国の軍事的脅威を排除して当面の安全保障を達成した。また新たに東清鉄道の一部である南満州鉄道を獲得するなど満州における権益を得ることとなった。
こうして、日本は最大の目標は達成した。しかし講和条約の内容は、賠償金を取れないなど国民にとって予想外に厳しい内容だったため、日比谷焼打事件をはじめとして各地で暴動が起こった。
結果、戒厳令が敷かれるまでに至り、戦争を指導してきた桂内閣は退陣した。これはいかなることであれロシア側へ弱みとなることを秘密にしようとした日本政府の政策に加え、新聞以下マスコミ各社が日清戦争を引き合いに出して戦争に対する国民の期待を煽ったために修正が利かなくなっていたこともあり、国民の多くはロシアに勝利したものの日本もその国力が戦争により疲弊しきっていたという実情を知らされず、相次ぐ勝利によってロシアが簡単に屈服したかのように錯覚した反動からきているものである。
なお、賠償金が取れなかったことから、大日本帝国はジェイコブ・シフのクーン・ローブに対して金利を払い続けることとなった。「日露戦争でもっとも儲けた」シフは、ロシア帝国のポグロム（反ユダヤ主義）への報復が融資の動機といわれ、のちにレーニンやトロツキーにも資金援助をした。