ב-28 ביולי הודיעה ממשלת ישראל לברנדוט שהיא מתנגדת לרעיון פירוז ירושלים וכעבור ארבעה ימים הקימה בה ממשל צבאי. באנץ' כתב על כך ביומנו: "האימפריאליזם היהודי גואה". ב-1 באוגוסט הוא עזב את המזרח התיכון. ב-7 באוגוסט נפגש עם מזכיר המדינה של ארצות הברית ג'ורג' מרשל וביקש ממנו את תמיכת ארצות הברית ובריטניה בתוכניותיו של ברנדוט. לאחר פגישה זו, הפכו שתי המדינות לשותפות סמויות במהלכי התיווך שלו. לדברי בן-דרור, ביוזמה חריגה זו ויתר באנץ' על עקרונותיו לגבי עצמאותו של האו"ם, וזאת בשל כישלונו של האו"ם בטיפול בבעיה והמבוי הסתום שאליו הגיעה שליחות המתווך. באנץ' נשאר בארצות הברית במהלך כל חודש אוגוסט ותיאם את הסיוע האמריקני למשימת הפיקוח על ההפוגה.
תוכנית ברנדוט השנייה.
ב-17 בספטמבר הגיע באנץ' לארץ ישראל לאחר שכתב את דו"ח ההמלצות עליו חתם ברנדוט יום קודם לכן ברודוס. הדו"ח המליץ להקים "ועדת פיוס" שתחליף את מנגנון המתווך ותוביל לחתימת הסכמי שלום. בדו"ח נכתב כי יש להבטיח את זכותם של הפליטים הפלסטינים לחזור למקומות מושבם ולהעניק פיצוי לאלה מהם שיבחרו לא לחזור. התכנית המדינית בדו"ח, היא "תוכנית ברנדוט השנייה", הכירה בקיומה של מדינת ישראל והמליצה לצרף את החלקים הערביים לעבר הירדן. היא הציעה שירושלים תהיה עיר בינלאומית בשליטת האו"ם, שהנגב מדרום לקו אל-מג'דל–פלוג'ה יימסר לערבים ואילו הגליל כולו יימסר ליהודים. נמל חיפה ונמל התעופה לוד יהיו אזורים חופשיים. בתוכנית זו בוטל רעיון הקונפדרציה שהיה בתוכנית הראשונה.
ב-17 בספטמבר הגיע גם ברנדוט לארץ ישראל, ובאותו יום נרצח בירושלים על ידי חוליה של אנשי לח"י. במושב שלצדו ישב ראש מטה המשקיפים בירושלים, אנדרה סרו, וגם הוא נורה ונהרג. באנץ' היה אמור להיות באותה מכונית ולשבת במושב בו ישב סרו. הוא ניצל במקרה משום שעוכב במעבר מנדלבאום. באנץ' סבר לאחר מכן כי המתנקשים הרגו את סרו משום שחשבו שהוא עצמו הוא האדם היושב לצדו של ברנדוט, אולם לטענת היורה, יהושע כהן, ומפקד לח"י בירושלים, יהושע זטלר, המטרה הייתה ברנדוט בלבד. באנץ' קיבל את הידיעה על הרצח בעודו ממתין לאישור מעבר בשער מנדלבאום. הוא מיהר לבניין ימק"א, לשם הועברו הגופות, טיפל בתחקור האירוע ובארגון הטסת הגופות, ולקח את הפיקוד על משקיפי האו"ם. מברק שהגיע מממלא מקום מזכ"ל האו"ם, העניק לו את כל הסמכויות של ברנדוט. ביום הרצח שלח לשר החוץ שרתוק מברק, בו האשים את ממשלת ישראל באחריות עקיפה למעשה, וטען כי במסיבת עיתונאים שהתקיימה יום קודם לכן, תקפו שרתוק ויגאל ידין את משקיפי האו"ם, ובכך "עודדו" "מעשים מסוג זה". ממשלת ישראל דחתה את ההאשמות. באנץ' סיכם את אירועי היום במברק ארוך ששלח למשתתפי עצרת האו"ם, בו סירב לקבל את התואר "מתווך", מתוך כבוד לברנדוט, וביקש להסתפק בכינוי "מתווך בפועל" (Acting Mediator). בעקבות מאמציו של באנץ', ב-1952 נטעה מדינת ישראל יער לכבוד ברנדוט.
מתווך בפועל, ספטמבר–דצמבר 1948.
לאחר הרצח, באנץ', בניגוד לברנדוט, הסכים לבקשת ישראל להציב עליו שמירה, ובזמן שהותו בירושלים סבבו אותו שומרי ראש, ואת פמלייתו יחידות צבא ומשטרה, שכללו רכבים משוריינים. מחלקת המדינה של ארצות הברית שלחה סוכנים חשאיים שליוו אותו מבלי שידע על קיומם.
ב-20 בספטמבר 1948 מונה באנץ' רשמית ל"מתווך בפועל". הוא כתב דו"ח מקיף על הרצח וב-27 בספטמבר חזר לרודוס.
ב-14 באוקטובר 1948 נאם באנץ' בפני מועצת הביטחון של האו"ם את נאומו הראשון מאז מונה למתווך בפועל. בנאומו חזר על טענתו בדבר אחריותה של ממשלת ישראל לרצח ברנדוט והאשים אותה בעיכוב החקירה. למחרת, ב-15 באוקטובר, פתח את הדיון בתוכנית ברנדוט בוועדה הפוליטית של העצרת הכללית.
במהלך השבועיים האחרונים של אוקטובר, שחררה ישראל את הנגב הצפוני במבצע יואב וכבשה את הגליל המרכזי במבצע חירם.
ב-4 בנובמבר 1948 אשרה מועצת הביטחון החלטה שקראה לצדדים להסיג את כוחותיהם לקווי ה-14 באוקטובר, שתאמה את עמדתו של באנץ'. אולם לאחר מכן התרחש מפנה בעמדתו, ובעקבות בקשתו התכנסה מועצת הביטחון לשתי ישיבות סגורות ב-9 ו-10 בנובמבר, כדי לדון בטיוטת הצעתו, שקראה להחליף את הפסקת האש בארץ ישראל ב"הסדר בעל אופי קבוע יותר" – שביתת נשק. בהצעתו זו לא היה אזכור לדרישת הנסיגה מהכוחות הישראליים.
הצעתו התקבלה על ידי ארצות הברית, צרפת וקנדה, אך יחד עם זאת, ב-14 בנובמבר שלח באנץ' לישראל דרישה להסיג את כוחותיה בנגב ולמסור את באר שבע לאחריותו של מושל אזרחי מצרי. בהתאם לנוסחה שהציג באנץ', ב-16 בנובמבר 1948 קיבלה מועצת הביטחון החלטה שקראה לצדדים לפתוח מיד במשא ומתן ישיר, או באמצעות המתווך, שיוביל להסכם שביתת נשק. ההחלטה כללה גם סעיף שאישר את כל ההחלטות הקודמות.
ב-23 בנובמבר דרש באנץ' מאבא אבן שישראל תשחרר שליש מהחיילים המצריים הנצורים בכיס פלוג'ה ואיים לדווח למועצת הביטחון על עמדתה הנוקשה של ישראל, בכך שאינה מתירה לחיילים לצאת מהכיס או לקבל אספקה מבחוץ.
ב-25 בנובמבר הציג באנץ' בפני הוועדה המדינית של העצרת הכללית שש המלצות עקרוניות לפעילות האו"ם בשאלת ארץ ישראל. אלו כללו: הקמת ועדת פיוס שתסייע לקיום המשא והמתן בין הצדדים, טיפול בסוגיית הפליטים וקביעת אזור ירושלים כבעל מעמד בין לאומי מיוחד בהתאם להחלטת החלוקה. בכך זנח באנץ' לחלוטין את דו"ח ברנדוט.
ב-26 בנובמבר התכנסה מועצת הביטחון לבקשת באנץ', כדי לדון בנושא הנגב, ובאותו יום הסכים בן-גוריון להתיר הכנסת אספקה לכיס פלוג'ה באופן חד פעמי.
ב-5 בדצמבר ערך באנץ' פגישות בעמאן ובקהיר ולמחרת נפגש עם בן-גוריון בתל אביב. בפגישה זו כבר לא דרש את נסיגת ישראל מהנגב.
ב-11 בדצמבר 1948 אמצה עצרת האו"ם שתי המלצות מדו"ח ברנדוט, שאחת מהן הייתה הקמת ועדת פיוס, והחליטה שהוועדה תוקם מיד. באנץ' סבר כי סיים את תפקידו וב-13 בדצמבר הפליג לנו-יורק, בחזרה לעבודתו במטה האו"ם.
ב-22 בדצמבר פתחה ישראל במבצע חורב בנגב. כעבור יומיים דיווח עליה באנץ' לאו"ם. ב-28 בדצמבר התכנסה מועצת הביטחון כדי לדון במצב ובאנץ' הגיש למועצה שני דוחות, בהם האשים את ישראל בלחימה, דיווח שישראל אינה מאפשרת גישה למשקיפי האו"ם לאזור הקרבות, וטען כי עמדתה הבלתי מתפשרת בנושא כיס פאלוג'ה היא הגורם המרכזי שמונע את ההתקדמות המדינית.
ב-4 בינואר 1949 פנתה מצרים לאסקרטה, נציגו של באנץ' בקהיר, והביעה את נכונותה לפתוח במשא ומתן עם ישראל. ב-6 בינואר בישר באנץ' במועצת הביטחון על כך שישראל ומצרים הסכימו על הפסקת אש שתיכנס לתוקפה למחרת, ועל פתיחת משא ומתן ביניהן.
מתווך בהסכמי שביתת הנשק 1949.
בחודשים ינואר–יולי 1949 ניהל באנץ' את המשא ומתן בין נציגי ישראל לנציגי מצרים, ירדן, לבנון וסוריה, שבמהלכו נחתמו הסכמי שביתת הנשק בין כל המדינות המעורבות במלחמה, למעט עיראק שמעולם לא חתמה על הסכמי הפסקת אש.
החל מינואר 1949, פעלו שני ערוצים נפרדים של האו"ם בסוגיית ארץ ישראל. ועדת הפיוס עסקה במישור הפוליטי ובאחריות באנץ' היה המישור הצבאי. באנץ' עצמו בחר באי רודוס כמקום עריכתן של השיחות. ב-9 בינואר עזב את נו-יורק בדרכו לרודוס.
ב-12 בינואר הגיעו משלחות ישראל ומצרים לרודוס ובאנץ' ערך פגישות פתיחה עם שתי המשלחות בנפרד. למחרת ערך מפגש פתיחה משותף ודרש שחברי שתי המשלחות ייפגשו באופן ישיר. ב-24 בפברואר נערך טקס החתימה על הסכם שביתת הנשק בין ישראל ומצרים. באנץ' אמר בנאומו: "זה עתה תרמתם תרומה חשובה לשלום העולם". לאחר חתימת ההסכם בין ישראל למצרים, עוד בטרם נחתמו ההסכמים עם מדינות ערב האחרות, הוענקו לבאנץ' מדליות ותוארי כבוד ממוסדות יוקרתיים בארצות הברית.
בתחילת מרץ 1949 החלו השיחות בין ישראל ולבנון ובין ישראל וירדן, ובשתיהן מילא באנץ' תפקיד משמעותי, על אף שהוא עצמו שהה ברודוס ואילו השיחות עם לבנון התקיימו בראש הנקרה והמשא ומתן המרכזי עם ירדן התקיים בארמון החורף של עבדאללה בשונה. במהלך המשא ומתן עם ירדן, נודע לבאנץ' בדיעבד על מבצע עובדה בו השתלט צה"ל ללא קרב על כל הנגב הדרומי עד אילת. באנץ' ראה בכך הפרה בוטה של ההפוגה והתכוון להתפטר מתפקידו, אולם חזר בו מכוונתו לאחר שלא התקבלה מחאה בנושא מצד ירדן. ב-22 במרץ שלח למועצת הביטחון את הדו"ח שלו בנושא, שלמעשה אימץ את הגרסה הישראלית לאירועים והכיר בעובדות שנקבעו בשטח. ב-13 במרץ הכריזה ישראל על התנגדותה להחלפת הצבא העיראקי בצפון השומרון על ידי הלגיון הערבי של ירדן והפעילה על ירדן לחצים להעברה לידיה שטחים במערב האזור שהוחזק על ידי הצבא העיראקי (המשולש וואדי עארה). באנץ' לא ניסה למנוע את מערכת הלחצים הישראלית, סירב לבקשת המשלחת הירדנית לערוב לכך שישראל לא תתקוף בעת נסיגת הצבא העיראקי ולא ניסה להשפיע על ישראל לשנות את עמדתה. הקו שנקט, שהניח לאיום הישראלי למצות את עצמו, מנע את הצורך במתקפה צבאית.
ב-9 באפריל 1949, ארבעה ימים לאחר שהחלו השיחות בין ישראל וסוריה באוהל שהוקם בשטח ההפקר שבין מחניים למשמר הירדן, עזב באנץ' את רודוס באופן סופי. תחנתו הראשונה הייתה קברו של ברנדוט בשוודיה, שם נפגש עם משפחתו של הרוזן. ב-18 באפריל הגיע לנו-יורק והתקבל ברציף הנמל על ידי מזכ"ל האו"ם, טרגווה לי, ראש העיר ועיתונאים.
ב-12 במאי כתב בן-גוריון לבאנץ': "אנו והאנושות כולה לא נשכח לעולם את מאמציך, שהיו עד כה התרומה המשמעותית ביותר של האו״ם לשלום העולם".