13 (25) февраля 1856 начался Парижский конгресс, а 18 (30) марта был подписан мирный договор.
Россия возвращала османам город Карс с крепостью, получая в обмен захваченный у неё Севастополь, Балаклаву и другие крымские города.Чёрное море объявлялось нейтральным (то есть открытым для коммерческих и закрытым для военных судов в мирное время), с запрещением Россиии Османской империи иметь там военные флоты и арсеналы.Плавание по Дунаю объявлялось свободным, для чего русские границы были отодвинуты от реки и часть русской Бессарабии с устьем Дуная была присоединена к Молдавии.Россия лишалась предоставленного ей Кючук-Кайнарджийским миром 1774 года протектората над Молдавией и Валахией и исключительного покровительства России над христианскими подданными Османской империи.Россия обязалась не возводить укреплений на Аландских островах.
В ходе войны участникам антироссийской коалиции не удалось добиться всех своих целей, но удалось предотвратить усиление России на Балканах и на 15 лет лишить её Черноморского флота.
Примечательно, что ход дискуссий на Парижском конгрессе показывает, что Россия вела себя не как разбитая страна. Так, например, австрийцы потребовали у России Бессарабию, на что последовал жёсткий ответ русского делегата, графа Орлова:
Господин австрийский уполномоченный не знает, какого моря слез и крови такое исправление границ будет стоить его стране.
Представитель Англии, граф Кларедон потребовал разоружения города Николаев и уничтожения его верфей в соответствии с мирным договором. Однако Орлов заявил, что Николаев находится не на берегу Чёрного моря, а на реке Буг, и условия договора на него не распространяются. Во время переговоров поднялся вопрос относительно русских фортов на восточном побережье Чёрного моря. Некоторые из них были взорваны во время войны, и Кларендон заявил, что форты — это, по сути, те же арсеналы, только называются по-другому. Следовательно, Россия не имеет права их восстанавливать. Орлов с ним не согласился: по его мнению, форт и арсенал — разные вещи.