В конце октября 1870 г. российский министр иностранных дел Горчаков решил, что наступил момент «смыть пятно», оставшееся от поражения в Крымской войне. Франция – один из главных гарантов Парижского договора – была повержена. Без нее Австро-Венгрия не рискнула бы оказать России решительное сопротивление, тем более, что ее внимание поглощали германские дела. Турция без сильной европейской коалиции не смела бы выступить против России. Оставалась Англия, но та находилась в известной изоляции. Необходимо было действовать быстро, пока Пруссия еще нуждалась в поддержке России. При петербургском дворе оказалось немало деятелей, считавших рискованным и несвоевременным намерение Горчакова объявить об отмене ограничительных статей Парижского договора (на практике Россия не могла сразу воспользоваться восстановлением прав на Черном море, так как не имела там военного флота). Однако Александр II счел возражения несостоятельными. 30 октября Горчаков направил циркуляр российским послам при правительствах держав – участниц Парижского договора. В нем констатировалось, что Россия точно соблюдала статьи договора 1856 г., в то время как другие державы его неоднократно нарушали. Далее следовало заявление, что российское правительство не может мириться с таким положением вещей и поэтому не считает себя более связанным обязательствами, ограничивающими его суверенные права на Черном море. В заключении послам предписывалось разъяснять правительствам, что демарш имеет целью только оградить безопасность России, и что все остальные статьи Парижского договора будут ею неукоснительно соблюдаться.
В Западной Европе циркуляр Горчакова вызвал большое возбуждение. С наиболее резким осуждением выступила Англия. Заявила протест и Австро-Венгрия. Италия, озабоченная тем, чтобы державы оставили ей право владеть Римом, заняла уклончивую позицию. Решающее слово должна была сказать Пруссия. Бисмарк, не уверенный в том, как будет реагировать Европа на реализацию его аннексионистской программы мира и подготавливаемое провозглашение Германской империи, еще в сентябре 1870 г. напомнил Горчакову о возможности пересмотра Парижского договора. Теперь он выполнил свое обещание. В беседе со вторым секретарем по иностранным делам Англии Расселом, специально направленным на переговоры с прусским министром-президентом, Бисмарк признал справедливыми требования России, дал понять, что на Пруссию нельзя рассчитывать при создании антирусского фронта и предложил созвать международную конференцию.
Конференция проходила в январе-марте 1871 г. в Лондоне. В приложении к протоколу первого заседания был сформулирован важный принцип международного права: никакое государство не может уклониться от обязательств по международному договору или изменить его условия, кроме как с добровольного дружественного согласия всех заинтересованных сторон. Затем последовала острая дискуссия об условиях урегулирования. Английский и австрийский представители соглашались признать отмену нейтрализации Черного моря, но за это требовали, под предлогом обеспечения безопасности Турции, изменить в пользу своих стран режим Проливов и предоставить им в пользование военно-морские базы в Османской империи. Такие претензии противоречили интересам не только России, но и Турции. В конце концов от планов приобретения морских баз английскому и австро-венгерскому правительствам пришлось отказаться. Что касается режима Проливов, то он претерпел некоторые не вполне благоприятные для России изменения по сравнению с Лондонской конвенцией 1841 г.: султану предоставлялось право открывать их в мирное время для военных судов «дружественных и союзных держав» в случае, если Порта найдет это необходимым. Установленный Лондонской конвенцией 13 марта 1871 г. режим Проливов действовал вплоть до Первой мировой войны. Россия же, полностью восстановив свои суверенные права на Черном море, одержала большую дипломатическую победу, которая укрепила ее международные позиции.