I 1861 forlot Burlingame på grunn av vaklende helse kongressen og ble da utnevnt av president Lincoln til amerikansk minister i Wien, men han ble ikke godtatt der på grunn av sine sterkt uttrykte sympatier for ungarerne og det nye kongeriket Italia. Han ble da i stedet sendebud til Kina og vant der så store fortjenester at han ved sin hjemreise i 1867 ble utsett til ekstraordinært kinesisk sendebud for å slutte vennskapsavtaler med USA og europeiske makter av Tongzhi-keiserens myndigheter.