2月1日に、橋本首相とフジモリ大統領が事件発生後初めてカナダのトロントで会談し、橋本首相は改めて事件の平和的解決と事件解決への全面的支援を訴え、フジモリ大統領もこの訴えに対して一定の理解を示した。しかし、1月7日に、ペルー警察当局はフジモリ大統領の発案による公邸周辺の家屋より公邸地下までのトンネル掘削を開始していた（合計7本）。なおトンネル掘削に伴う騒音を隠すために、大音量で軍歌を流し続けるなどのカモフラージュ作戦を行い、1月27日には発砲の小競り合いも起きた。トンネルの存在はメディアによってスクープされてしまい、犯人側にも知られるところになったが、MRTAはこれを人質達の脱出用トンネルと考えて人質を2階に集めるようになり、これは突入作戦の実行のためには好都合であった。
事件から3週間ほど経った1997年（平成9年）1月7日、テレビ朝日のニュースネットワーク（ANN）の一員として取材に当たっていた広島ホームテレビの取材チームが、ANN代表としてMRTA側の声明を取材し全世界に発信するという目的でペルー大使館に突入を試みた。このテレビ朝日の申し出はMRTA側から拒絶された。人質に危害が加えられることはなかったが、人質のみならず関係者の安全を無視した行動として、日本・ペルー両政府のみならず、世界各国のマスコミから多くの非難が寄せられた。当初テレビ朝日側は「テロリストとの対話を行おうとした」と主張し批判を無視し続けたものの、後に同社の伊藤社長が正式に謝罪した。
ペルーのアルベルト・フジモリ大統領とブラディミロ・モンテシノス国家情報局顧問は、事件発生翌日には武力突入を検討していた。これに対し、事件直後に日本の首相橋本龍太郎の命を受けてペルー入りした外務大臣池田行彦が「平和的解決を優先してほしい」と勧めたことにより、即時の武力突入を断念した。なおこの頃、橋本首相は、本事件の対処のため外務省に設置された対策本部に、銀座の木村屋總本店で自ら購入したあんパン130個を差し入れたことから、後に「あんパン総理」と揶揄される。だが実際は、ペルーとの暗号化された安全な連絡手段（ホットライン）が外務省にしかなく、そのために外務省に赴かなければいけないということを誤魔化すことが目的だったとも言われている。事件発生から1か月ほど経った1997年（平成9年）1月下旬、事件が膠着状況に陥ったことによる国内外からの批判の高まりや、内政の不安定を嫌ったフジモリ大統領の意を受けて、ペルー警察当局は、武力突入計画の立案を始めた。警察当局は、大使公邸と同じ間取りのセットを造り、特殊部隊が突入するシミュレーションを重ねていた。また、派遣は現実的でなかったものの、SATも大使公邸の間取りを一部再現して、突入訓練を実施していた。
事件の発生を受けて、外務省や警察庁から数名の応援部隊がリマへ向かったほか、多くの新聞やテレビの取材陣、ジャーナリストがリマに向かい、日本のテレビ放送はこの事件報道一色になった。また青木盛久大使の息子は、加熱したマスコミの取材攻勢から遠ざけることと、国内での不慮の事態に備えて勤務先から自宅待機を命じられた。
しかし、メキシコ国民からの支持が得られなかったこと、南北戦争を終えた合衆国がモンロー主義に基づきマクシミリアーノ1世の即位に反対したこと、マクシミリアーノ1世自体が自由主義的思想を有しており、メキシコの保守派とも良好な関係を築けなかったことなどから、彼の地位は当初より非常に脆いものであった。さらに、ヨーロッパ本国でプロイセンが急速に強大化したため、フランスはメキシコ問題に拘泥することを望まなかった。そのため、メキシコの自由主義勢力が勢力を挽回させて保守派を破ると、ナポレオン3世はメキシコ支配をあきらめてフランス軍を撤退させてしまった。ナポレオン3世によってメキシコの放棄が要求され、メキシコから撤退する軍はメキシコ皇帝の正統性にとって大きな打撃であったけれども、マクシミリアーノ1世は彼に従うものを見捨てるのを拒んだ。彼は自身に従うものに退位するか否かを決定することを許可した。ミゲル・ミラモン、レオナルド・マルケスとトマス・メヒアのような忠実な将軍らは共和派に挑戦するべく挙兵することを誓った。マクシミリアーノ1世は8,000人のメキシコ人帝国軍と共に戦った。1867年2月ケレタロに撤退し、彼はそこで何週間も包囲を受けたが、5月11日に敵の戦線からの脱出を試みた。この計画は共和派が門を開け、軍を引き入れるように買収された、マクシミリアーノ1世の脱出を許可するという合意とともにミゲル・アンヘル・ロペス軍曹によってサボタージュされた。1867年5月15日にケレタロは陥落し、翌朝マクシミリアーノ1世は捕えられた。フェリックス・ザルム＝ザルム率いる王党派の軽騎兵旅団による脱出の試みが失敗した後、軍事裁判にかけられ、彼は死刑を言い渡された。ザルム＝ザルムの妻アグネス・ザルム＝ザルムやマクシミリアンの弁護人を擁立したメキシコシティ駐普大使アントン・フォン・マグヌスなどはフアレスに直接面会して皇帝の助命を嘆願したほか、ほかの多くのヨーロッパの元首とほかの著名人（著名な自由主義者であるヴィクトル・ユーゴーとジュゼッペ・ガリバルディが含まれる）が電信と手紙をメキシコに送り、皇帝の助命を嘆願した。 フアレスは個人的にはマクシミリアーノ1世が好きだったが、彼は、大勢のメキシコ人がマクシミリアーノ1世に対する戦いで戦死した観点から、刑の減軽を拒んだ。彼は、メキシコは外国勢力によって介入したいかなる政権に対して、断固たる態度をとるというメッセージを発信する必要があると信じていた。刑は1867年6月9日に「鐘の丘（Cerro de las Campanas）」で執行された。このときマクシミリアーノ1世はミラモンとメヒアとともに兵士によって銃殺された。彼はスペイン語で話し、死刑執行者に、母が自分の死に顔を見られるように頭は撃たないようにひと瓶の金貨を与えた。最期の言葉は「私は全ての人を許そう！お願いだ、みなも私を許してくれたまえ！いま流される血が、この国の幸福につながらんことを望む！メキシコ万歳！独立万歳!」。 また、2人のメキシコ人の将軍は「皇帝万歳！」と叫んで射殺された。なお、マクシミリアンの処刑が兄フランツ・ヨーゼフ1世に知らされたのは、アウスグライヒによりオーストリア＝ハンガリー帝国が成立したことを祝う、ブダペストでの祝賀行事の最中だった。