3月24日下午4時，中日第三次談判結束後，滿懷心事的李鴻章步出春帆樓，乘轎返回驛館。誰知，就在李鴻章的轎子快到達驛館時，人羣中突然躥出一名日本男子，在左右未及反應之時，照定李鴻章就是一槍。李鴻章左頰中彈，血染官服，當場昏厥過去。一時間，現場大亂，行人四處逃竄，行刺者趁亂躲入人羣溜之大吉，躲入路旁的一個店鋪裏。
眼見主人遇刺，李鴻章的隨員們趕快將其擡回驛館，由隨行的醫生馬上進行急救。幸好子彈沒有擊中要害，過後不久，李鴻章就甦醒過來。李鴻章畢竟見過大風大浪，面對此景表現得異常鎮靜，還不忘囑咐隨員將換下來的血衣保存下來，不要洗掉血跡。面對斑斑血跡，73歲的李鴻章不禁長嘆：“此血可以報國矣”。
李鴻章的傷口在左眼下一寸的位置。所幸的是子彈雖然留在了體內，但並沒有傷到眼睛。李鴻章在日本遇刺立即引起了國際社會的關注，德國駐日公使館的醫生趕來爲他看病。各國醫生會診之時，日本醫生建議開刀，但德國和法國醫生堅決反對。理由是既然這顆子彈對李鴻章眼睛的正常工作無害，不如暫時留在體內。他們擔心，如果貿然開刀，將會危及李鴻章的性命。
行刺事件發生後，馬關警方很短抓到了兇手。經審訊，此人名叫小山六之助，21歲，是日本右翼團體“神刀館”的成員。他不希望中日停戰，更不願意看到中日議和，一心希望將戰爭進行下去，所以決定借刺殺李鴻章，挑起中日之間的進一步矛盾，將戰爭進行到底。小山六之助的想法與日本政府此時的意圖大相徑庭。
日本政府本來擬就的談判方略是借戰爭逼迫清政府簽訂不平等條約，然後見好就收。此時的伊藤博文最擔心的就是有什麼把柄落在列強手中，讓一直虎視眈眈的西洋各國從中干涉，坐收漁翁之利。小山六之助的行爲恰恰無異於授人以柄。難怪伊藤博文聞訊後氣急敗壞地發怒道：這一事件的發生比戰場上一兩個師團的潰敗還要嚴重!
李鴻章遇刺的第二天，清政府給李鴻章來電，除慰問傷勢之外，還指示應趁“彼正理曲之時，李鴻章據禮與爭，或不至終祕不與。”當時，如果李鴻章就勢回國，再慫恿列強進行干涉，也許《馬關條約》的內容就不會是後來那個樣子。可是被列強與日本欺負得沒脾氣的清政府壓根兒沒有想過可以利用列強之間的矛盾，只是擔心如果不及早結束談判，在華日軍將會繼續製造戰端，危及京師安全。
