При отъезде в Лондон Игнатьеву было также дано поручение выполнять при надобности задания посла в Париже П. Д. Киселева, который привлек его к определению новой границы России, устанавливаемой согласно решению Парижского договора 1856 г. о передаче части Южной Бессарабии (Измаильский уезд) княжеству Молдова. Комиссия по разграничению была создана из делегатов стран, подписавших Парижский договор, еще в августе 1856 г. Поскольку в Парижском договоре граница была установлена приблизительно, Россия стремилась к максимально выгодному для себя разграничению. Она была заинтересована в том, чтобы на российской территории оставались р. Ялпух, впадавшая в Нижний Дунай, и г. Болград, торговый и административный центр болгарских колоний, расположенных в Южной Бессарабии. Как писал Горчаков М. И. Хрептовичу в Лондон, Болград имел большое значение для Бессарабии как богатый торговый город и центр виноградарства. В нем были сосредоточены административные, общественные и учебные заведения, а население составляло 7–9 тыс. чел.[37] Однако Англия и Австрия возражали против оставления Болграда России. Английский премьер-министр лорд Пальмерстон лично на этом настаивал. Париж, Лондон и Турин договорились, что России будет предоставлена компенсация – территории к северу от Болграда. Тогда Россия потребовала созвать из представителей держав, подписавших Парижский договор, конференцию для решения спорных территориальных вопросов. Конференция состоялась в Париже 31 декабря 1856 г. – 6 января 1857 г. (н. с). От России в ней участвовал посланник в Берлине Ф. И. Бруннов. В процессе подготовки к конференции Игнатьев в сентябре – декабре 1856 г. неоднократно вызывался Киселевым в Париж в качестве эксперта. Он внимательно изучил топографию спорных территорий и после рассмотрения четырех вариантов границы, предложенных комиссией, рекомендовал Бруннову остановиться на третьем варианте, который устанавливал границу по р. Ялпух, далее по ее правому притоку р. Ялпужель, к р. Сарата и до р. Прут. Потеря Болграда вознаграждалась, таким образом, значительной территорией, где находились три болгарские колонии с городами Комрат, Кангаз, Леово, Дезгинже. Россия получала также и выход на Нижний Дунай по р. Ялпух[38].
Еще до начала конференции Киселев и Бруннов договорились с французским делегатом министром иностранных дел Франции А. Валевским о поддержке российских требований, основанных на третьем варианте, с некоторыми изменениями в пользу России. Французский топограф по приказу Валевского подготовил для конференции соответствующую карту. На заседаниях развернулись жаркие споры, английский и австрийский делегаты требовали уменьшить передаваемую России территорию.