6 мая 1873 г. между Россией и Германией была заключена военная конвенция, которая обязывала обе стороны в случае нападения на одну из них любой другой европейской державы направить союзнику в помощь 200-тысячную армию. Однако в конвенции оговаривалось право сторон прекратить ее действие через два года после того, как одна сторона предупредит другую об этом. Бисмарк заявил также, что конвенция будет иметь силу только в случае присоединения к ней Австро-Венгрии. Поэтому 6 мая 1873 г. Россия заключила с Австро-Венгрией конвенцию типа консультационного пакта, а 11/23 октября того же года к этой конвенции присоединилась и Германская империя. Таким образом, было положено начало тому, что впоследствии было названо Союзом трех императоров. Союз трех императоров оказывал большое влияние на международные события 70-х годов. Он облегчал России продвижение в Средней Азии, обеспечивал относительную безопасность ее западной границы. Но надежды Бисмарка на то, что Россия, занятая восточными делами, позволит Германии беспрепятственно распоряжаться в Европе, не оправдались.
Ведь идя на сближение и союз, каждая из сторон преследовала собственные цели. Германия рассчитывала помешать сближению России с Францией и обеспечить себе ее поддержку в случае весьма возможного нового франко-германского конфликта. Австро-Венгрия стремилась разрешить свои проблемы на Балканах, а Россия — не допустить создания направленного против нее австро-германского союза и заручиться поддержкой Германии и Австро-Венгрии против Великобритании. Первым серьезным испытанием нового альянса стала так называемая военная тревога 1875 г., когда германское правительство собиралось или делало вид, что собиралось, в превентивном порядке развязать новую войну против Франции.
Весной 1875 г. состоялась встреча Александра II с Вильгельмом I, который заверил российского императора в отсутствии у Германии агрессивных намерений против Франции. В результате этих переговоров в мае из Берлина Горчаковым была разослана шифрованная циркулярная телеграмма российским посольствам и миссиям. В ней извещалось о ликвидации напряженного положения в Европе. Текст этой телеграммы попал в печать в несколько искаженном виде. Вместо слов «сохранение мира обеспечено» было напечатано «теперь мир обеспечен». Это должно было означать, что только усилия российской дипломатии, давление Александра II и Горчакова помогли сохранить спокойствие Европы и предотвратить вторичный разгром Франции.
Серьезным испытанием для Союза трех императоров явилось обострение Восточного вопроса в 1875 г., что привело к новому военному столкновению на Балканах и, как результат, к перекройке политической карты региона. Причиной обострения отношений стало национально-освободительное восстание против турецкого господства в Боснии и Герцеговине в 1875 г., которое затем было поддержано Сербией и Черногорией. Россия, где общественное мнение симпатизировало восставшим и настаивало на оказании им помощи, первоначально действовала дипломатическими методами. В августе 1875 г. она предложила Австро-Венгрии совместно потребовать от Турции предоставления автономии восставшим провинциям. Однако Австро-Венгрия, с одной стороны, стремилась воспользоваться восстанием для экспансии на Балканах, а с другой, — опасаясь распространения национально-освободительного движения на свои югославянские владения, Хорватию и Словению, добилась замены российских предложений проектом административных реформ.
В августе 1875 г. Россия, Австро-Венгрия и Германия в связи с восстанием в Боснии и Герцеговине предложили султану услуги своих консулов для посредничества между Портой и повстанцами. Горчаков особо настаивал также на выполнении Турцией всех обязательств в отношении христианского населения Османской империи. Министр иностранных дел Австро-Венгрии Дьюла Андраши с согласия Горчакова взял на себя составление ноты, в которой содержался проект реформ для Боснии и Герцеговины. Предусматривались предоставление населению полной свободы вероисповедания, упразднение системы откупов, употребление доходов этих областей на местные нужды, учреждение смешанной комиссии из христиан и магометан в целях наблюдения за проведением реформы, обеспечение христианского населения землей. Великобритания, Франция и Италия согласились поддержать этот ультиматум Турции. Было решено, что составленная Андраши нота будет вручена султану от имени Австро-Венгрии, но все остальные державы поддержат ее. 3 января 1876 г. австро-венгерский посланник в Константинополе Зичи вручил ноту Оттоманской Порте, которая в целом приняла эти предложения.
Однако руководители боснийских и герцеговинских повстанцев, отказавшись сложить оружие, выдвинули более радикальные требования: немедленное перемирие, передача крестьянам трети всех земель, гарантии европейскими державами проведения реформ. Правительство Турции эти требования отклонило и в ответ стало наращивать усилия по подавлению восстания. За исключением России, остальные европейские державы не стали протестовать. Венский ультиматум, или нота Андраши, оказался безрезультатным. Зверское подавление турками восстания в Болгарии в апреле-мае 1876 г. подняло бурю возмущения в Европе. Осознав, что дальнейшее промедление поведет к потере престижа России в глазах балканских народов и авторитета власти среди собственных подданных, правительство начало подготовку к войне.
Все же европейские державы не оставили попыток приостановить разгорающийся на Балканах конфликт между Турцией и ее славянскими подданными. 13 мая 1876 г. в Берлине состоялось совещание руководителей внешней политики трех империй — Горчакова, Андраши и Бисмарка. На нем был разработан меморандум, требовавший от правительства Турции заключить двухмесячное перемирие с повстанцами Боснии и Герцеговины, держать турецкие войска только в нескольких пунктах, которые предстояло определить, оказать помощь повстанцам в восстановлении их разоренных турками жилищ и хозяйств, признать за повстанцами право сохранения оружия. К Берлинскому меморандуму присоединились Франция и Италия. Санкт-Петербург склонялся к более активной поддержке восставших, но под давлением Австро-Венгрии он был вынужден пока отказаться от прямого вмешательства в военные действия. Британское правительство, несогласное с Берлинским меморандумом, продолжало поддерживать султана. 30 мая 1876 г. Берлинский меморандум от лица императорских дворов должен был быть вручен правительству Турции, однако в эту ночь в Стамбуле произошел дворцовый переворот. Султан Абдул-Азиз был низвергнут и вскоре убит.
За этим последовало новое обострение положения на Балканах. 30 июля 1876 г. Сербия и Черногория начали военные действия против Турции. В этих условиях вручение Берлинского меморандума было отсрочено, а нарастание конфликта сделало его лишенным смысла. В ходе военных действий сербы и черногорцы потерпели поражение, и от полного разгрома их спас только дипломатический нажим России на Турцию. В начале июля 1876 г. в чешском замке Рейхштадт император Александр II и Горчаков встретились с императором Австро-Венгрии Францем Иосифом и Андраши. Причиной встречи явилась необходимость для России заручиться соглашением с Австро-Венгрией по проблеме обострения обстановки в Балканах. Здесь 8 июля было заключено секретное соглашение по балканскому вопросу. Оно не было зафиксировано каким-либо одним документом, а имело форму записей. С австро-венгерской стороны их составил министр иностранных дел Андраши, с российской — барон А. Жомини. Впоследствии выяснилось, что эти записи расходятся в ряде пунктов. Совпадающими пунктами записей предусматривалось, что Россия и Австро-Венгрия будут придерживаться принципа невмешательства и вновь вступят в переговоры, если того потребуют обстоятельства. В случае успеха Турции они обязались воспрепятствовать совершению зверств со стороны турецкой армии, потребовать восстановления довоенного положения в Сербии, признания независимости Черногории, а также проведения административных реформ в Боснии и Герцеговине. В случае победы христиан обе державы обязались действовать согласованно в целях урегулирования последствий войны. Стороны договорились не оказывать содействия образованию большого славянского государства. Кроме того, Австро-Венгрия соглашалась на некоторые территориальные уступки.
В соответствии с российской записью предполагалось, что «Черногория будет иметь возможность аннексировать Герцеговину и порт Спицца на Адриатическом море, а Сербия — некоторые части Старой Сербии и Боснии». Австро-Венгрия в этом случае получала право на приобретение «турецкой Хорватии и некоторых пограничных с ней частей Боснии». Согласно же австрийско-венгерской записи Сербия и Черногория должны были получить лишь пограничные районы Боснии и Герцеговины, а остальная часть Герцеговины и часть Боснии могли быть аннексированы Австро-Венгрией. Россия получала право вернуть себе Юго-Западную Бессарабию, отторгнутую в 1856 г., а также присоединить Батум. Кроме того, австро-венгерская запись предусматривала, что Болгария, Румелия и Албания станут автономными провинциями Османской империи. Эпир, Фессалию и Крит предполагалось передать Греции. Константинополь должен был стать вольным городом.
Осенью 1876 г. в связи с поражением Сербии в войне против Турции возникла угроза русско-турецкого и русско-австрийского конфликтов. Начались новые переговоры между Россией и Австро-Венгрией. Уверенная в поддержке Германии, Вена потребовала в качестве компенсации за нейтралитет в случае войны России с Турцией Боснию и Герцеговину в целом. Правительство России было вынуждено согласиться на эти требования. Тем временем в дела Балканского полуострова решили вмешаться и другие европейские державы. Формально их целью было мирное разрешение проблем, возникших на Балканах в связи с восстанием в Боснии и Герцеговине, сербо-турецкой войной и положением в Болгарии после жестокого подавления турками апрельского восстания 1876 г.
В конце ноября 1876 г. в Константинополе начались предварительные переговоры с Турцией, во время которых российскому послу Н. П. Игнатьеву удалось добиться единогласного решения о предъявлении Турции требований о предоставлении Боснии и Герцеговине и Болгари