战争中，坚决主战。次年，清军战败，中日和议期间，翁同龢与李鸿藻极力反对割地，指出：「宁增赔款，必不可割地。」又联合俄、英、德三国谋阻割地，最终情势无法挽回。次年，兼任总理各国事务大臣。光绪二十三年（1897年），以户部尚书协办大学士。光绪二十四年，戊戌变法开始后，6月15日，翁同龢突然遭光绪帝将其开缺回籍。传统说法认为翁支持维新变法，推荐康有为，拟定并颁发了戊戌变法的纲领性文件《明定国是诏》，故遭到慈禧太后以光绪皇帝之名加以罢黜；另外一个说法，则是甲午战争之所以失败，在于翁同龢对于北洋舰队的武器更新百般