12 (25) февраля 1856 г. начал работать Парижский конгресс, в котором участвовали Англия, Франция, Сардиния, Турция, Австрия, Пруссия и Россия. Орлову и Бруннову удалось использовать противоречия между победителями и на основе некоторого сближения с Францией добиться смягчения условий мира. Победа коалиции была очевидной, однако до планируемого разгрома России было весьма далеко, и поэтому ее потери отнюдь не соответствовали ожиданиям союзников. Конгресс начинался тяжело, дискуссии были весьма трудными. Когда англичане столкнулись с требованием России оставить Карс в случае исправления границы в Бессарабии, они пришли в ярость. В конечном итоге всем пришлось идти на уступки. Глава британской делегации Дж. Кларендон заметил: «Я предпочел бы скорее лишить себя правой руки, чем подписывать этот договор». Несколько раньше, 11 марта, так же скептически высказался и Наполеон III: «Жертвы войны не были в соответствии с теми выгодами, которые можно было из нее извлечь». И тем не менее Парижский мирный договор был подписан на заключительном заседании 18 (30) марта 1856 г., в годовщину сдачи Парижа союзникам в 1814 г.
Парижский трактат состоял из 35 статей и присоединенных к трактату конвенций о Проливах, Аландских островах и о числе русских и турецких легких военных судов на Черном море. Карс возвращался Турции (ст.2) в обмен на Севастополь и другие города, захваченные союзниками в Крыму (ст.3). Участники договора обязались сохранять независимость и целостность Оттоманской империи (ст.7), в случае возникновения «несогласия» между участниками договора и Турцией предполагалось посредничество остальных для того, чтобы избежать столкновения (ст.8). Черное море объявлялось нейтральным (ст.11) с запрещением России и Турции иметь арсеналы и военные корабли, за исключением необходимых для сторожевой службы (ст.12–14) (по 6 паровых водоизмещением по 800 тонн и 4 других по 200 тонн). Судоходство по Дунаю переходило под контроль международных комиссий (ст.17), Россия обязывалась не возводить укреплений на Аландских островах в Балтийском море (ст.1 Приложения), передавала княжеству Молдавия часть южной Бессарабии, теряла монопольное право покровительства над Дунайскими княжествами (ст.21), автономия которых, а также и Сербии гарантировалась договором (ст.22–24; 28). Кроме того, в договоре содержалось и упоминание о хатт-и хумаюне 1856 г. (ст.9), что в известной степени делало его положения более обязательными для султана.
Александр II известил о договоре страну манифестом «О прекращении войны», изданном 19 (31) марта 1856 г. Император счел необходимым особо подчеркнуть, что декларированные его отцом задачи войны были решены (имелся в виду хатт-и хумаюн 18 февраля 1856 г.). О потерях, вызванных войной, говорилось в обтекаемых формулировках: «Будущая участь и права всех христиан обеспечены. Султан торжественно признает их, и вследствие сего действия справедливости, Империя Оттоманская вступает в общий союз государств европейских. Россияне! Труды ваши и жертвы были не напрасны. Великое дело совершилось, хотя и иными, непредвиденными путями и мы ныне можем с спокойствием в совести положить конец сим жертвам и усилиям, возвратив драгоценный мир любезному Отечеству Нашему. Чтобы успокоить заключение мирных условий и отвратить, даже в будущем, самую мысль о каких-либо с нашей стороны видах честолюбия и завоеваний, мы дали согласие на установление некоторых особых предосторожностей против столкновения наших вооруженных судов с Турецкими в Черном море и на проведение новой пограничной черты в южной ближайшей к Дунаю части Бессарабии. Сии уступки не важны в сравнении с тягостями продолжительной войны и видами, которые обещает успокоение державы, от бога нам врученной». Строго говоря, русские потери в Южной Бессарабии ограничились 21 казенными поселениями, большая часть жителей которых предпочла переселиться за Дунай в Россию.