1864年（日本元治元年）6月，伊藤同井上回国，发现長州藩也被炮轰了，即加入長州藩军队。此时正值英法等四国联合舰队攻打下关前夕，伊藤即力劝藩主毛利敬親不可攘夷。指出，与其空费国力，不如将此力用于恢复王政，「开國进取」以完成国内统一。后因藩主执意攘夷，终使发生四国舰队炮击下關事件。