蒲安臣率領使團首先到達日本,而後於1868年4月1日至舊金山，受到了美國人民和政府的盛情款待。加利福尼亞州州長舉行了盛大的歡迎宴會，給蒲安臣和使團接風洗塵。
他致詞祝賀蒲安臣“我們的客人，最年輕的一個政府的兒子，代表最古老的政府”。蒲安臣多次發表演講，致言還禮，表述了清政府及其子民對美國人民的善意和友好，他希望中美之間能加深往來和友誼。
代表團在舊金山參觀了造船廠、織氈`和鑄錢局，並會見了當地華僑代表。一個月後，蒲安臣使團開始動身，經由巴拿馬抵達大西洋沿岸，於5月23日停靠紐約，6月2日到達華盛頓。
美國政府迅速作出反映，第二天，國務卿西華德即舉行歡迎茶會，接待蒲安臣使團。6月6日，使團拜訪美國總統約翰遜，遞交了國書。四天後，約翰遜設國宴歡迎使團，規格甚高，場面隆重，其政府首長及與中國締約各國使節均參加了這次宴會。
總統約翰遜發表了熱情洋溢的演說：“中國與美國僅相隔一水，實爲近鄰。將來交往日久，自必愈見和治”。此後，使團開始赴美國各地遊歷觀光，蒲安臣的演講依舊風采照人。
期間，他多次與國務卿西華德單獨會談。
7月28日，蒲安臣違背清政府的訓令，未徵得志剛和孫家谷的同意以及總理衙門的許可，擅自越權同美方簽訂了《中美天津條約續增條約八條》，即《蒲安臣條約》。
蒲安臣對這個條約十分滿意，他認爲條約不但保證了中國的獨立和領土完整，而且中國開始成爲同英美一樣平等的國家。
8月21日，他在波士頓發表演說時說，這個條約保全了中國領土及主權，“條約承認中國是一個平等的國家……中國人現在可以與英國人、法國人、俄國人、普魯士人以及一切國家的人，並肩而立了。我很高興，美國有勇氣實行它的偉大平等原則”。
8月30日,使團離美赴英，開始了歐洲之旅。
1868年9月19日，蒲安臣使團抵達英國港口利物浦，後轉赴倫敦。由於種種原因，蒲安臣使團在英國受到了冷遇，朝野均不願與使團接觸。直至11月30日，英國女王維多利亞纔在溫莎宮接見了使團。
12月26日，新任英國首相格萊斯頓始派外交大臣克萊敦同蒲安臣進行談判。蒲安臣照例向英國表示了清政府的友好和善意，並希望得到英國政府的諒解，配合他完成這次歐美之行。
“蒲安臣用他在美國所說的同樣話語來表明他出使的目的。他宣稱，第一消除西方列強可能具有的一種印象，以爲中國政府已從事一種倒退的政策，第二指駁他們輕率地和不友好地企圖採取一種將使一切進步成爲不可能的政策，因爲這種政策的威脅口氣和強暴態度打擊了中國人民的情感—或即使算是偏見”。
12月28日，英方照會蒲安臣，聲明說，英國無意採取武力向清政府施壓，清政府必須履行業己簽訂的條約等等。雖說僅是一紙外交聲明，並未像與美國那樣簽訂條約，但相對而言，其內容比較實際，在現實中執行也比較容易。
蒲安臣對英國政府的態度表示滿意，能從當時武力侵華的急先鋒英國獲得這樣的聲明，蒲安臣使團的目的應該說基本達到了。
1869年1月2日，蒲安臣使團來到巴黎，受到了政府和社會民衆華而不實的禮遇。21日，蒲安臣向拿破崙二世遞交國書，並希望法方能給予答覆。法方的反應卻令人失望，遲遲不予回覆。
每當雙方會談涉及正題時，法方就顧左右而言他，答詞空洞，內容不詳，只是模糊表示將採取和英國一樣的對華政策。這樣，使團在法國活動了8個月有餘，既未獲得像美國那樣的條約，也沒有獲得像英國那樣正式明確的聲明，使團只好離開法國，前往瑞典、丹麥、荷蘭和普魯士。
在普魯士，俾斯麥表示支持蒲安臣的合作政策,強調中國的國家統一，表明了對清政府的友好態度，他實際上表達了與英國相一致的立場。
隨後，蒲安臣使團出訪俄國。1870年2月16日，沙皇亞歷山大二世接見了蒲安臣使團，對使團的到訪表示歡迎。次日，蒲安臣不勝俄國冬季的酷寒，加上旅途勞累，患上了肺炎，23日不治而亡。
蒲安臣死後，使團由志剛率領，同俄國進行談判。俄國態度暖昧，未作明確表示。4月21日，使團離俄赴比利時、意大利、西班牙等二國並遞交了國書。10月初，蒲安臣使團自法國乘坐輪船，取道蘇伊士運河返回中國
