曾国藩是在处理过程中才发现艰难的。一踏上海河之滨，曾国藩觉得天津所有的目光，并且，不完全是天津，全中国，甚至全世界的目光都落在他身上。曾国藩感到如芒在背。因为有扬州处理教案的经验，曾国藩想把此事大事化小、小事化了。下车伊始，曾国藩立即颁布了自己亲拟的《谕天津士民》告示。告诫天津士民要将好义刚强之气引人正道，对教堂传闻要查访确实，不可以忿报忿，以乱招乱。十载讲和，得来不易；一朝激变，荼毒百姓。对于中国人来说，更重要的是，卧薪尝胆，奋发图强。7月17日，法国公使罗淑亚抵达天津，曾国藩在与罗淑亚进行英国使团的船只到达天津了首轮谈判之后，先向法国人表示了自己的“诚意”将扣犯武兰珍和犯罪教民王三立即释放，将天津道员周家勋、知府张光藻、知县刘杰三人革职。随后，曾国藩悄然使了一招“暗渡陈仓”之计，批准张光藻和刘杰暂时请假离津一往顺德、一往密云曾国藩是想先表示一种姿态，缓解一下对方的愤怒，然后把事情对付过去。很快，曾国藩发现自己的想法太简单了。法国人似乎铁了心要将事情闹大，他们对于这一处理明显地表示不满意。
7月19日，法国舰队抵达大沽口。大军压境之下，法国谈判者的胆子似乎更壮了。罗淑亚强烈要求将天津知府张光藻、天津知县刘杰、直隶提督陈国瑞处死。罗淑亚提及陈国瑞，颇让曾国藩感到意外。原来罗淑亚认为，正是由于陈国瑞的直接煽动，才有如此严重的后果。这个陈国瑞就是当年僧格林沁的部下，在剿捻时，一度在曾国藩手下，并且，还因为跟刘铭传冲突之事受到曾国藩的多次警告。教案爆发那一天，陈国瑞从浙江调往直隶，正好路过天津，遇见了百姓在暴打洋人，陈国瑞一时痛快，也忘了自己的身份，在旁大叫杀得好！”也加入了队伍当中，并且担当了指挥者。于是，法国领事馆便将陈国瑞也列入了名单，认为作为一个地方官，如此煽动闹事，也该处置。对于罗淑亚蛮横的要求，曾国藩当然理直气壮地加以拒绝，曾国藩只同意将张光藻和刘杰押送到刑部治罪，至于陈国瑞，纯属是看热闹，定什么罪！在曾国藩看来，中国的官员只能由朝廷治罪，这是一个原则问题，法国人不能欺人太甚。
那一天，曾国藩和崇厚商议了很久，他们绞尽了脑汁，也商量不出一个好办法。曾国藩急了，他知道，如果要打起仗来，京城一带驻军空虚，哪里是法国人的对手呢！当年道光帝派林则徐到广东禁烟，又同意他以武力回击英国人的武装侵略，但后来仗打败了，道光帝又把责任推到林则徐身上，将他革职充军。道光帝号称圣明，颇想有所作为，尚且如此出尔反尔，更何况现在的寡妇孺子，那是更不会承担责任的。如果战争失败，自己肯定会成为把国家推进灾难中的罪魁祸首，灾难深重的国家也会遭受更大的损失……想到种种后果，曾国藩与崇厚相对而泣。这个时候，曾国藩思绪万千，即使是当年与太平军的战斗到了最困苦最艰难的时候，曾国藩也没有乱方寸，但这一次，曾国藩的确是有点乱了。他最担心的一点是，因为自己处理失当，从而招致战争。自己的一世英名是小，要是清国再遭涂炭，他将因此背上沉重的枷锁。曾国藩无路可退了，他不得不为避免战争而妥协。曾国藩几乎是发疯了似的责令下属搜寻事件中的激进分子，同时将原先安排回老家休假避风头的张光藻和刘杰也收审起来。一切都是无奈之举，曾国藩只得这样做了。
7月20日，罗淑亚来见曾国藩，再次向曾国藩发出最后通牒。罗淑亚的口气非常蛮横，坚持要杀张光藻、刘杰和陈国瑞三人，与此同时，提出的要求还包括：在教案中，外国人死了二十多人，因此中方也必须杀掉同样数字的案犯。曾国藩严词拒绝了。罗淑亚见目的没有达到，拂袖而去。
曾国藩不得不进行两手准备了。在继续谈判的同时，他开始奏明朝廷，调集军队准备战争，万一谈判破裂，必须做好打仗的准备。曾国藩向朝廷建议，调集军队汇聚京津附近。这个时候，曾国藩的湘军已裁撤殆尽，所剩下的刘松山部以及左宗棠部都在西北镇压起义；李鸿章统率的淮军也赶赴陕西支援。唯一能调往天津进行防御的只有驻山东章丘的淮军刘铭传部以及曾国藩本人在保定新练的两千多人马。于是，曾国藩接连致函朝廷，要求将李鸿章和刘铭传的军队移驻京津附近以防不测，并致信刘铭传，让他火速带兵赶到天津附近。很快，刘铭传的九千兵马赶到了天津附近的沧州。
与此同时，在法方的强硬态度之下，曾国藩在初步请示朝廷之后，违心地答应了法方的要求。7月21日，曾国藩将与洋人议定的结果报告给了朝廷：天津知府张光藻、知县刘杰发往黑龙江效力赎罪；赔偿法、俄、英、美四国损失和抚恤费五十万两白银；以杀人罪抵偿洋人死亡数处死民众二十人，以抢劫和伤人罪判处充军杖徒二十五人。在这份奏折中！曾国藩还详细地报告了事情的前因后果：
臣等伏查此案起畔之由，因奸民迷拐人口，牵涉教堂，并有挖眼剖心，作为药材之语，遂致积疑生忿，激成大变。……惟此等谣传，不特天津有之，即昔年之湖南、江西，近年之扬州、天门，及本省之大名、广平，皆有檄文揭帖，或称教堂拐骗丁口，或称教堂挖眼剖心，或称教堂诱污妇女。厥后各处案虽议结，总未将檄文提贴虚实辨明白。此次应查挖眼剖心，竟无确据，外间纷纷言有眼盈坛，亦无其事。盖杀孩坏尸，釆生配药，野番凶恶之族尚不肯为，英、法各国岂肯为此残忍之行以理决之，必无其事。
除此之外，曾国藩还分析了天津士民积愤的原因，即所谓“五疑”，即：一、教堂大门终年关闭，神秘莫测，房屋皆建地下室，疑为囚禁幼孩之用；二、中国人民至仁慈堂治病，恒久留不出；三、教士为濒死者行洗礼，被疑为送入堂内皆见入而不见出；四、母子同在堂内，经年不得相见；五、堂中死人过多，掩埋多在夜间，又有二三尸一棺者！胸腹先腐！于是浮言大起。鉴于此，曾国藩请求朝廷明降谕旨，宣布从前反教檄文揭帖所称“教民挖眼剖心戕害生民之说多属虚诬”广一以雪洋人之冤，一以解士民之惑。”
让曾国藩没有想到的是，内阁在发抄请各位大臣议事时，将“五疑”的关键内容删掉了许多，这样看起来曾国藩的态度完全是一边倒。因此，大臣们在读到曾国藩的奏折后，群情激愤，朝野大哗，那些遗老遗少们一个个号天叫地。7月23日是一个无比炎热的日子，慈禧、慈安与同治在乾清宫召集御前会议，商议曾国藩的意见。参加会议的有惇亲王奕琮，大学士官文、瑞常、朱凤标、倭仁，军机大臣奕口、宝鎏、沈桂芬、李鸿藻，御前大臣奕口、景寿、伯彦讷谟祜，总理衙门大臣董恂、毛昶熙，弘德殿行走徐恫、翁同龢、桂清、广寿等一一看看这些人的名字，就会知道讨论的结果了。会议的气氛紧张异常，原本慈禧和慈安一直是“垂帘”听政的，但这一次，不知是天气炎热还是一时忘了，两太后的帘幕都没有放下。众多的朝廷大臣，除了认为曾国藩办事不妥之外，几乎没有什么实质性的建议，只是在那里空谈要对得起民众。商议的结果，还是没有什么办法，只好默认了曾国藩的处理意见。会议开了一个多小时，因为天气炎热，每一个与会者都汗流浃背。而且，他们的心情变得更糟，一个个长吁短叹。
很快，在天津的曾国藩接到了上谕，对于此项结果，朝廷没有明确表示同意，也没有表示反对，只是堂而皇之认为处理事宜，一定要使老百姓心服，“始能中外相安也”。朝廷在巨大的压力之下，对于曾国藩办事不力，进行了严厉的批评。奇怪的是！关于天津教案的处理意见尚没有公布！就透露出去了。舆论大哗，无论是朝廷还是民间，已是一片反对声。尤其是民间，人们奔走相告，群情激愤。情形对曾国藩越来越不利了。在京的一些湘籍官员联名致书曾国藩，对其大加抨击，更有激进者，还跑到北京的湖南会馆，将所有书写曾氏科第官阶的匾额一并拆除，并要求开除曾国藩的会籍。与曾氏交往多年的倭仁，也送书给曾国藩，要跟他绝交。
面对此突如其来的变化，曾国藩如坠烟云。他先是悲伤，随后，就是失望。曾国藩没有想到他的决策会引起如此激烈的反应，更何况，意见还处于向朝廷请示阶段，并没有真正地付诸实施。现在，曾国藩觉得此事的复杂性远远超过他的预料。那些朝廷的遗老遗少们，可以毫不吃力地表达自己的立场，可以堂而皇之地说着大话以及缝隙很大的官话，但结果呢，所有的责任都不在他们身上，背负这一切的，只有自己濒临腐朽的身躯。作为当事者，曾国藩当然力求一个结果，这个结果，不仅仅是本方能够接受，对方同样也要接受。但在如此国力之下，奢望根本无法得到保证。如果事情不能得到解决，吃亏的只能是自己的国家和人民。曾国藩决定豁出去了，不管怎样，尽人事，听天命，他要全力避免这场战争的爆发，哪怕是委曲求全，也不能让这场战争打起来。
值得一提的是，曾国藩在处理天津教案的过程中，一直与李鸿章保持着热线联系。在曾国藩看来，李鸿章对于外事相对熟悉，有经验；而且胆大心细，有谋略，有手段。曾国藩多次去信给李鸿章，向他咨询处理的方法。李鸿章告诉曾国藩，“洋人论势不论理”，对于法国人，退让得缓慢进行，不能退得太快。再一点就是，如果法国人铁心要打仗的话，也不要怕，法国毕竟是欧洲列强当中比较弱的，而且欧洲各国矛盾众多，可以有效地利用他们之间的矛盾。针对罗淑亚所提的要单方面惩治“天津教案主犯”的问题，李鸿章的意见是，不妨由中外大员一起审讯那些“罪犯”，如罗淑亚交不出证据，自然不太好定罪。然后，就可以将法国人拖住。李鸿章的意见，让困境中的曾国藩如获至宝。这时候的曾国藩也想不出什么好计策了，他没有照会法国人，只是尽量地等待观望，他开始考虑拖延的办法了。
在处理天津教案的那一段时间里，曾国藩很多天都无法合眼。压力的倍增，使晚年的曾国藩明显感到力不从心。并且，由于连日的操劳，曾国藩的高血压病又犯了，呕吐不止，茶饭不进。更可怕的是，因为长时间休息不好，曾国藩又患上了严重的忧郁症，经常神经过敏，想得太多。赵烈文说他是用心太多招致心力不够！所以无法入眠。曾国藩故作轻松地说：睡不着觉更好！我的生命就比别人多一倍时间。尽管在表面上故作轻松，但曾国藩还是知道自己力不从心。7月24日，曾国藩以身体不支为由，奏请朝廷另派大臣来天津协助查办教案。朝廷指示江苏巡抚丁日昌赶到天津！协助曾国藩办案。由于丁日昌一时赶不到，朝廷只得让工部尚书毛昶熙先去天津。8月1日，毛昶熙来到天津，会办教案，随行者还有侍讲吴元炳、员外郎刘锡鸿、总理衙门章京陈钦、恽祖贻四人。
8月2日，一个好消息传来，早在7月19日，在欧洲爆发了普鲁士和法国之间的战争。曾国藩非常高兴。如果一切属实的话，那么，法国将无力跟中国开战，天津教案的对峙局面必定会解除。当天，曾国藩在给曾纪泽的信中说法国公使第二次照会，欲杀府县。余坚执不允，渠无如何，顷于初九日回京，将与总署商办。闻布〔普）国与法国构兵打仗〔自注：此信甚确），渠内忧方急，亦无暇与我求战，或可轻轻解此灾厄。”这时候的曾国藩已经黔驴技穷了，他只乞求上天有眼，在此关键时期，助自己一臂之力。
