薩土盟約
いっぽう薩摩側の動きであるが、まず7月7日付で西郷が山県・品川宛で薩土盟約を結んだために西郷が挙兵のために長州へ降る予定が無くなったことを詫びる書簡を村田新八に託し、山口に派遣した(7月15日に到着)。長州側では予定されていた西郷来訪が無かった上に、薩土盟約を結び平和的路線をとると知らされたことで薩摩の真意を測りかね、直目付柏村数馬および参政御堀耕助を京都に派遣して情勢を探らせることとなった。柏村・御堀両名は7月27日に山口を出発、8月14日に小松帯刀邸で小松・西郷・大久保と会談する。
西郷はそこで京都で兵力を動かす時は電撃的に御所を包囲し、八月十八日の政変同様に反対派公卿を追放し、同時に会津藩邸と幕府兵屯所を襲撃、大坂・江戸でも同時に挙兵するという極秘計画を打ち明けるとともに、先述のごとく土佐との盟約による大政奉還建白は武力倒幕への大義名分を得るためのものであること、薩摩藩単独で倒幕に向かうことは決してないことを柏村に伝えた。
柏村はこの返答を得た後、18日にも大坂で小松・大久保と会談し、藩主茂久の出兵上京決定を確認すると、24日に帰国し長州藩へ報告した。すなわち薩土盟約締結後、後藤が土佐に滞在していた間にも、薩摩側は長州とともに武力倒幕する路線を進めていたことになる。
一方、後藤象二郎は、慶応3年正月に同藩脱藩の浪士坂本龍馬と長崎で会談し、坂本から大政奉還論を聞いて共感していた。後藤は容堂の呼び出しを受けると、坂本を伴って6月9日に土佐藩船夕顔号で長崎を出発。(この上京の途中、坂本が後藤に今後の政局の方針を説いたいわゆる「船中八策」を献策したとされる説は後世の創作とする見解が有力)
乾退助らが土佐に帰国するのと入れ違いに、6月12日後藤象二郎と坂本龍馬が、大坂に到着、翌日には入京するが、すでに容堂は帰国後であった。中岡慎太郎、乾退助らによって薩藩とは討幕の密約を結んだものの山内容堂は徳川宗家への強い恩顧意識があり、心中の揺れ動きの幅が大きく、討幕への意欲が不安定であったため、更に幕府の力を段階的に削ぐための方策として、6月22日(太陽暦7月23日)、京都三本木料亭「吉田屋」において、薩摩の小松帯刀、大久保一蔵(大久保利通)、西郷吉之助、土佐の寺村道成(日野春章)、後藤象二郎、福岡藤次(福岡孝弟)、石川誠之助(中岡)、才谷梅太郎(坂本龍馬)との間で、大政奉還の策を進めるために薩土盟約が締結される。この薩土盟約は、更なる雄藩連合推進のため、同年6月26日(太陽暦7月27日)、長州藩の隣の安芸藩を加えた薩土芸三藩約定書に拡大発展するが、強固なる武力討幕を目指す乾退助へは当初、薩土盟約の存在が伏せられ、また、穏健に将軍家を維持する方策を模索していた、寺村道成、後藤象二郎へは反対に薩土討幕の密約の存在が伏せられていた。
しかし帰国中の島津久光が国元の反対論に影響され、9月28日に藩主忠義と連名で討幕を明確に否定する通達を出し、その影響で三田尻に9月25日頃到着予定の薩摩藩兵も来ず、不審を感じた長州藩は10月3日に出兵延期を決定、薩芸両藩へ通達する(薩摩藩兵の三田尻到着は結局10月6日となる)。これ以前に急ぎ上京していた広沢真臣(長州藩士)と植田乙次郎(芸州藩士)が、大久保らと10月8日に会談して、時期は遅れても以前の決定どおり三藩連携して政変を起こす計画を確認し、倒幕派公卿中御門経之邸にいた中山忠能(明治天皇の外祖父)に言上する。また小松・西郷・大久保3人の連名で討幕の宣旨を降されたいとの願書も提出された。しかし翌日に上記の長州藩出兵延期が伝えられ、三藩協議の結果を報告しようと帰国中の広沢が急遽呼び戻されるなど、慌ただしい局面となる。10月14日、正親町三条実愛邸で、大久保と広沢がそれぞれ薩摩藩・長州藩に対する「討幕の密勅」が手渡されるが、同日徳川慶喜は山内容堂の建白に従って大政奉還の上表を朝廷に提出。倒幕派の政変の目論見はいったん白紙に戻され、実際の政変(王政復古の大号令)は12月まで延引されることになる(詳細は小御所会議を参照)。