一位法国人在莫斯科问李鸿章：访问欧洲的目的是什么？李鸿章答复说：一是祝贺俄国沙皇加冕；二是“博考诸国致治之道，他日重回华海，改弦而更张之。”李鸿章过去对“西洋政教规模”虽已“略闻梗概”，但只限于“耳食”，“究竟耳闻不如目见”，他想“藉此周历一番，看看各国现象，可作一重底谱。”因此，他在俄国逗留期间，既同其君臣交游，又考察其社会，曾特地赶到下诺夫戈罗德参观博览会。据维特说：李鸿章“在博览会上参观了几天”，“对一切都感到好奇，陈列机器设备那部分使他特别感到惊奇。”
6 月 13 日李鸿章一行乘坐火车从俄国到达德国访问，下榻于柏林豪华的凯撒大旅馆，“凡口之于昧，目之于色，耳之于声，莫不投其所好。”甚至连李鸿章常吸之雪茄烟，常听之画眉鸟，也“陈于几而悬于笼”，其余就可想而知了。寝室墙壁上，高悬照片镜框，左边是李鸿章，右边是俾斯麦。6月 14 日李鸿章驱车到柏林皇宫晋见德皇威廉二世，呈递国书；并致颂词，对德国干涉还辽、帮助中国训练军队、购械铸船表示感谢。他对德国给予自己的“逾于常格”的款待，有些受宠若惊，说“即此一端，已见中德之友谊，实较诸此外有约各国，更形洽比矣。”他本想强调“中德友谊”，但因语意谄媚，遭到外国报纸讥评：李鸿章“甫自俄来，后此复将往法，而独向德皇作此语，未免失辞。”第三天，李鸿章应德皇之邀：到行宫参加国宴，“居各国亲王、太子首座，独致殷勤。”随后，德皇请李鸿章到教场检阅御林军。李鸿章看着装备精良、训练有素、阵法纯熟的御林军，联想起业已溃败的淮军，难免产生望尘莫及之感，不觉失声长叹，对德皇说：“苟使臣有此军十营，于愿足矣，况更多多益善，尚何么磨小丑之足为华患哉！”德皇点头称是，并乘机进言：“中国亟须仿照练兵，以图自强，我深愿帮助。武备学堂为练将根基，尤望加意。”事后李鸿章电告总理衙门说：德皇“好武似俄主，勤劳过之，此德、俄所以称雄也。”
李鸿章“连日体察”，只感到德国君臣商民接待优厚，却不知在这种“优厚”接待背后，隐藏着巨大的贪欲和阴谋。德国外交大臣马沙尔和李鸿章进行过“两次政治性的长谈，每次都达数小时”，谈话内容涉及中德的“全部邦交，如怎样根据最近东亚发生的事情来调整邦交的问题。”概括说来，主要谈了以下几点。
干涉还辽问题。李鸿章重申中国感谢德国干涉还辽，并表示了保持和加强“两国间友好关系的愿望”。当然，李鸿章的“感激不是完全无边的”，他指责德国“一开始就对日本远较对中国为同情”，时至今日德国“还存有这种偏袒的心理”，而且“中国为退还辽东所支出三千万两的赔款是德国提出的要求。”
马沙尔多方辩解，说“德国在中日战争开始的消极，主要应归咎于英国先采取一个绝对漠视的政策”，并声称“如果德国不参加干涉，日本决不会在辽东问题上让步。”他还竭力否认德国“左袒日本”并首先要求中国支出3 千万两“赎辽费”。
增加进口关税问题。李鸿章将赫德拟议的“照镑价加税办法节略”交给马沙尔，并“详切开导”说：3 千万两的“赎辽费”加上 2 亿两的赔款，“对中国实在是一个不堪忍受的负担”，“如果列强不许中国增加关税，中国必定在财政上破产。到现在为止，中国对一切国家只征收最低的税率——即从价西分之五。但这方面的条约诺言是三十多年前在刺刀威吓下从中国勒索而来的。再者，按当时的汇兑率，一金镑合银三两，而现在已接近银六两。既然因银价的下降，当时规定的税则的金价实际上已降低一半，现在中国要求按照银价的下落以提高税率，也就是说，税率加倍，是完全合理的。”
确定和调整关税税则，本属一个国家的主权。但是 1842、1844 年英、美先后用刺刀逼迫中国签订的《南京条约》和《望厦条约》，却剥夺了中国的关税自主权，使外国侵略者取得了协定关税的特权。1858 年英、法又分别用刺刀逼迫中国签订《通商章程善后条约：海关税则》，规定一般进出口货物，海关一律按时价值百抽五，照银计征。当时世界各国纷纷建立关税壁垒，对进口货物征收重税，以保护本国经济，但是中国海关税率却被列强压到世界最低水平，并且不得自行调整，加之银价跌落，使中国蒙受巨大损失。李鸿章代表情政府提出修订关税税则，按英镑而不照白银计征的问题，确实是“完全合理的。”
马沙尔虽然“不得不承认中国海关收入三十年来按照金价已大大地降落”，但又狡辩说：“银价的低落对德国出口商是个严重的损失”，“如果中国政府真正需要我们作一个如关税加倍这样的重要的让步，那末接着的问题就是中国将为此提供些什么。”他向李鸿章“很坦白地并无保留地”提出了德国所急于得到的一切。他宣称：“德国欲开扩商务，恐商情不顺，议院驳阻，但两国交谊关切，如中朝准我推广制造，代办沪宁铁路，照日本成式，派德将练兵，必可商办。”在这里，他公然把胁迫清政府让与这些权益作为就增加关税问题进行谈判的先决条件。李鸿章表示：“他本人没有职权与任何一个国家签定协定；他的任务主要是‘展开问题’”。
让与军港问题。德国参加干涉还辽的主要目的，在于“向中国要求土地作为适当的补偿”。早在 1895 年 12 月德国驻华公使绅珂就奉命向总理衙门正式提出让与一个军港的要求，马沙尔还亲自出马同中国驻德公使许景澄商讨了这个问题，但因遭到清政府的婉言拒绝而没有达到目的。这次马沙尔又旧话重提，他向李鸿章反复强调德国只有获得一个军港，才能在东亚推行“维持东亚均势及中国完整”的政策。他进而威胁说：“中国政府自己必须认清，如果拒绝这样的要求，因而迫使德国完全以它自己的利益作为它行为的准绳，中国是否能改善其地位？”马沙尔供认，李鸿章“非常激边地驳斥这句话，因为他在其最后几个字眼中找出我们也许在东亚有追求一个敌对中园政策的威胁。”李鸿章担心“如果德国得到这样一个军港，其他国家将提出同样的要求。”但是，他认为“对中国来说，出让这样一个基地的坏处，不如保持与德国友好的好处来得大。”不过，他希望知道德国“是否将更积极地支援中国？”马沙尔作了肯定的答复，并提出了以租借方式获得军港的设想。李鸿章觉得在这个基础上双方可能取得谅解，并表示“将尽一切力量使这个谅解能达成”。
马沙尔与李鸿章的会谈表明，德国借口还辽有功，打着维护中国完整的旗号，妄图从中国攫取军港和其他特权，增强争霸远东的地位和能力。作为清政府代表的李鸿章，虽然不无抗争之意，但终因国势衰微而趋向妥协。他深知在列强推行“强权即公理”的国际环境里，“国权随国势为转移，非公法所能钤制”。
李鸿章不仅同外交大臣马沙尔会谈，而且还于 6 月 27 日专程赶到汉堡附近拜访了前首相俾斯麦。俾斯麦于 1862 年任普鲁士首相兼外交大原，极力维护容克地主和大资产阶级利益，实行强权统治，主张通过王朝战争的道路统一德国，故有“铁血宰相”之称。1871 年德意志帝国成立后，兼任帝国宰相，对内镇压工人运动，对外推行“大陆政策”。1890 年因与威廉二世意见不和，被迫辞职。李鸿章倾慕俾斯麦，俾斯麦也深知李鸿章其人，“彼此闻声相思，一见如旧识。”俾斯麦设家宴招待李鸿章，“主宾人座，共道国政。”外国记者详细报道了李鸿章与俾斯麦的谈话情况。
李：我专程前来拜访殿下，有一事想“乞垂清海”。
俾：什么问题？
李：“欲中国之复兴，请问何道之善？”
俾：辱承阁下明问，“惜敝国去贵国较远，贵国之政平时又未尝留意，甚愧无从悬断。”
李：“请问何以胜政府？”
俾：“为人臣子，总不能与政府相争。故各国大臣，遇政府有与龃龉之处，非俯首以从命，即直言以纳诲耳。”
李：“然则为政府言，请问何以图治？”
俾：“以练兵为立国之基，舍此别无长策。
李：“中国非无人之为患，特无教习亦无兵法之为患。”“惟异日回华，必将仿照贵国军制，以练新兵。且需聘教习之武弁，仍惟贵园是赖。”
李鸿章还得意地告诉俾斯麦：有人恭维自己是“东方俾斯麦”。俾斯麦听后风趣地说：法国人不会认为“东方俾斯麦”是恭维语。他还表示自己难望得到“欧洲李鸿章”的称号。李鸿章与俾斯麦会晤，纯属礼节性活动，没有什么政治含义。是时俾斯麦不居政地，无柄无权，而他所说的“治国之道”，也是尽人皆知的老生常谈。
李鸿章在访德期间，受到德国商界的青睐，他曾是德国军火器械的大主顾，德国商界幻想通过他进一步开拓中国市场。因而，商会宴请，工厂参观，“款持之殷，若有情难自已者”，李鸿章“一一受之，亦甚兴高采烈”。不过，李鸿章并没有“订购器械之权”，无法满足德国商界的贪欲，所以只得表示：“今幸亲见制造之美，回华而后，必将备细言之，凡有所需，必求诸德。”言外之意，是叮嘱德国商界“毋空费而叹失望”。但是，直到李鸿章离开德国以后，德国商界才如梦初醒。
7 月 4 日李鸿章一行离开德国，转往荷兰。第二天到达荷兰首都海牙，受到热情欢迎。当天晚上，李鸿章应邀出席荷兰政府为他举行的宴会和歌舞晚会，他品尝着西方风昧佳肴，欣赏着“珠喉玉貌，并世无双”的歌舞，飘然欲仙，即席赋诗，表达喜悦和感激之情。诗云：
7 月 8 日，李鸿章一行离开荷兰到达比利时首都布鲁塞尔。第二天，晋见比利时国王利奥波尔德二世。李鸿章“执礼甚恭”，利奥波尔德也热情接待。据说李鸿章同利奥波尔德二世曾就卢汉铁路的修筑问题进行了商谈。当时列强正在争夺卢汉铁路利权，俄国支持法、比承修。
李鸿章在布鲁塞尔参观了“枪炮各厂，美不胜收”。当看到“克革烈枪炮公司”的最新产品时，“喜其犀利神速，罕有伦比，因而赞叹不绝口。”他还到埃诺省观看了军事演习。
7 月 13 日，李鸿章一行从比利时到达法国巴黎，恰值法国国庆前夕。第二夭，李鸿章前往爱丽舍宫晋见法国总统富尔，呈递国书，感谢干涉还辽之举，希望中法“永以为好”，“互庆升平，同跻隆盛。”当天下午，李鸿章应邀观看了法军为国庆而举行的军事表演。晚上，他由一位懂得汉语的法国部长陪同，泛舟塞纳河上，观赏国庆烟花。
李鸿章在巴黎期间，曾与俄国代表罗启泰、法国外交部长汉诺多，分别就东省铁路和“照镑收税”问题，举行了会谈。
东省铁路合同谈判事宜，表面上由中国驻俄公使许景澄和华俄银行总办罗启泰负责，实际上由李鸿章和维特暗中操纵。维特派罗启泰专程到巴黎会见李鸿章，表示俄国拟先派员前往黑龙江、吉林地方“勘路测量，求发给护照，并电总署转致吉黑将军副都统就近派员在交界接护，会商一切。”李鸿章满口应允，立即电请总理衙门照办。罗启泰还与李鸿章商谈了东省铁路轨幅问题。当时总理衙门主张轨幅按中轨敷设，罗启泰秉承维特意旨，坚持要求与俄同轨。李鸿章担心路轨争执危及密约，倾向妥协，遭到总理衙门的驳斥。但不久清廷屈服，允许与俄国同轨（五俄尺）。9 月 8 日《合办东省铁路公司合同章程》正式定议画押。
李鸿章遵照清廷的指示，与法国外交部长汉诺多就“照镑收税”事进行了磋商。汉诺多假惺惺地表示“照镑价法愿遵”，但随即提出两项先决条件：“必须各国皆允，越南陆路不改，请由驻京使公议”；允许“法员襄助”福州船政局，划定“一处未定”的中越边界。李鸿章批评汉诺多“迹近要挟，颇碍交情”。总理衙门闻讯‘徒呼奈何。
李鸿章还先后参观了报社、学校、博物院和工厂、矿山等，“意甚欣然”。
8 月 2 日，李鸿章一行乘专轮从法浮海至英，开始了对英国的访问。在英国期间，李鸿章晋见了维多利亚女皇，恭递国书，祝“愿两国之交，永敦辑睦”，拜访了前首相格莱斯顿；并同英国首相兼外交大臣索尔兹伯里就“照镑加税”问题举行了会谈。李鸿章和清廷认为“各国商务，英为领袖”，只要英国答应“照镑加税”，其他各国就没有拒绝之理。索尔兹伯里始则主张应等“修约届期再议”，继而表示“我必尽力，但须确询香港、上海商会众议”。据英国报纸透露，索尔兹伯里企图利用“照镑加税”问题从中国“还索酬报”，扩大在华侵略特权；李鸿章心知其意，准备“权轻重而量长短，可许则许”，但双方均不愿明言。
李鸿章虽然与索尔兹伯里的会谈没有取得什么突破，但在英国的游览却获益良多。
来自东方专制帝国的李鸿章，特意访问了作为西方民主制度象征的议院。他先到英国下议院，坐在特设的座位上，旁听议员讨论国事，可惜当天参加会议的议员很少，“无甚可观”。随后，他来到上议院，观看了院中特设的“君主御座”，并同议员“略谈片刻”。
素志“伟武以经文”的李鸿章，在朴茨茅斯军港参观了英国海军舰队。英国每年举行一次海军大检阅，居安思危，常备不懈。李鸿章抵英之日，检阅已经结束，各舰陆续散归防次。然而停泊在朴茨茅斯军港的，尚有 47 艘，“分列两行，如山之立。”李鸿章乘坐御舟，驶入舰队，绕过两周，直向朴茨茅斯进发。李鸿章惊叹：各舰“行列整肃，军容雄盛”。他恍然如在“梦中”，怎么会有这样多的“大铁甲船”，同时停泊在一个军港呢？他感慨万端，说什么“余在北洋，竭尽心思，糜尽财力，俨然自成一军。由今思之，岂直小巫见大巫之比哉？”
李鸿章还先后参观了造船厂、枪炮厂、钢铁厂、电报局、银行等，英国先进的科学技术和机械化生产，使之感叹不已，说“天了不可端倪之物，尽在英伦！”李鸿章侧重考察英国“物质文明”，某些英人非议他未免逐未而忘本。当然，这并不等于说，李鸿章对英国政教熟视无睹。他曾欣喜地表示：对于欧洲政教，自己过去只是“心领而未由目击”，这次“则见所见而去，尤胜于闻所闻而来。”他从英国等欧洲各国的现实中引申出了一个重要结论：“生今之世，善教发为善政，其明效大验，有若是哉！”
李鸿章的访问，受到英国工商界的关注和欢迎。伦敦汇丰银行在水晶宫举行盛大招待会，出席作陪者多达 3 百人，耗资 6 千英镑（合银 3 万余两）。伦敦商业总局召开千人欢迎大会，伦敦中国会、电报公司盛筵款待。英国大亨们慷慨解囊，意在借助李鸿章开拓中国市场。他们希望李鸿章返国后，“重为京师内外诸大臣之领袖”，继续执行妥协退让、“通商兴国”的政策，为英国在华活动“解羁释缚”。李鸿章被他们的虚情假意所蒙骗，误以为他们“竭诚尽敬，出人意表，令人永远不忘”，并一再表示与他们“实具同心”，异时返国，甚愿力促其成。
8 月 22 日，李鸿章离英赴美，横渡大西洋，于 28 日抵达纽约。正在海滨度假的美国总统克利夫兰，特地赶来，并于 29 日接见了李鸿章，“慰问周至”。美国国务卿还同李鸿章就“照镑加税”问题举行了会谈，表示“各国如允，美无不从”。9 月 3 日李鸿章会见美国信奉基督各教会领袖，就美国来华传教士的活动和“孔子之道与耶稣之道”的异同等问题交换了意见。美国教会领袖大肆宣扬来华传教士在宗教、慈善事业和文化方面对中国的所谓“功德”，力图把侵略说成“友谊”，并感谢清廷和李鸿章保护在华的美国教会和传教士。李鸿章一面“谦逊不遑”，一面为美国来华传教士唱赞歌，说他们没有刺探情报、干涉内政、侵犯官权之事，反而作了许多兴办学校和医院、募捐赈灾、倡导禁烟等公益事业。美国教会领袖听了之后，“无不畅然意满”。李鸿章还对美国教会领袖谈起的所谓“大道”问题，表示了自己的看法。他认为“基督之福音，实近于吾儒之圣道。”不管别人怎样评论，他个人“惟主二教相近一语而已”。美国教会领袖则把“孔子之道”比作“车轮”，把“耶稣之道”说成“御者”，“御者转其车轮，行平万里”，“欧美之兴，基于此矣。”其实，李鸿章和美国教会领袖由于历史的和阶级的局限，都不能科学的评价分别以“孔子之道”和“耶稣之道”为核心的中西文化，是完全可以理解的。问题在于美国教会领袖公然扬西抑中，把“耶稣之道”说成是凌驾于一切文化之上的主宰，无疑是美国资产阶级对外扩张心理的反映，而李鸿章所提出的“二教相近”的主张，却明显的表现了中华民族兼容并蓄的豁达胸怀。
李鸿章在美期间，还参观了费城的独立厅、自由钟、华盛顿的美国国会及其图书馆。9 月 5 日李鸿章离开华盛顿前往英属加拿大，在美加交界处，参观了著名景观尼亚加拉大瀑布。抵加后，李鸿章从多伦多转往西海岸的温哥华，于 9 月 14 日搭乘美国太平洋轮船公司航船，横渡太平洋，踏上了归途。他因“马关议约之恨，誓终身不履日地”，途经日本横滨，拒不登岸，改乘招商局“广利”号轮船返国，10 月 3 日到达天津。李鸿章此次出游，从 3 月28 日寓沪至 10 月 3 日返津，历时 190 天，行程 9 万里，遍访欧美五大强国，在有清一代历史上实属罕见。他陈述返国时的心情说：“忽从西海，重复东华，去日几何，辄有东坡还朝如梦中之慨！”
李鸿章出访欧美，有得有失。失之于外交。他肩负的外交重任，一是签订“中俄密约”，二是商讨“照镑收税”。后者被拒，前者贻害无穷。可悲的是，李鸿章引虎自卫而不悟，回国后反而沾沾自喜地对黄遵宪说：“二十年无事，总可得也。”他天真地以为一纸密约，给国家争得了“二十年无事”的“天下太平”。但是，残酷的现实，很快就粉碎了李鸿章的幻梦。《中俄密约》签订年余，德、俄即狼狈为奸，先后强租胶州湾和旅顺、大连，其他列强也竞相宰割中国领土。与中国订立密约的俄国率先伸出魔掌，使清廷迷惑不解，而李鸿章却开始有所省悟。李鸿章在写给驻美公使伍廷芳的信中，反映了他的内心深处的微妙变化：
德约甫成，俄事又起，群雄环伺，正无了期，当局者真有朽索六马之惧。美邦政教人情，诚如尊指。论者皆云宜结为援。中国所需，自应取材于此。至于根本至计，尤在变法自强。彼既不肯为我祸，亦岂肯为我福。子舆氏有言：祸福无不自己求之者，恃人终难久也。
李鸿章出访欧美，除了外交方面的失计外，在思想方面却颇有所获，这主要表现在他对欧美“立国政教”的认识，从过去的“耳食”经过亲自考察而有了实感，并进而与中国国情进行了比较研究，得出欧美“上下一心”，中国“政杂言庞”的结论。因此李鸿章在觐见光绪和慈禧时，就“沥陈各国强盛，中国贪弱，须亟设法。”