蒲安臣率领使团首先到达日本,而后于1868年4月1日至旧金山，受到了美国人民和政府的盛情款待。加利福尼亚州州长举行了盛大的欢迎宴会，给蒲安臣和使团接风洗尘。
他致词祝贺蒲安臣“我们的客人，最年轻的一个政府的儿子，代表最古老的政府”。蒲安臣多次发表演讲，致言还礼，表述了清政府及其子民对美国人民的善意和友好，他希望中美之间能加深往来和友谊。
代表团在旧金山参观了造船厂、织毡`和铸钱局，并会见了当地华侨代表。一个月后，蒲安臣使团开始动身，经由巴拿马抵达大西洋沿岸，于5月23日停靠纽约，6月2日到达华盛顿。
美国政府迅速作出反映，第二天，国务卿西华德即举行欢迎茶会，接待蒲安臣使团。6月6日，使团拜访美国总统约翰逊，递交了国书。四天后，约翰逊设国宴欢迎使团，规格甚高，场面隆重，其政府首长及与中国缔约各国使节均参加了这次宴会。
总统约翰逊发表了热情洋溢的演说：“中国与美国仅相隔一水，实为近邻。将来交往日久，自必愈见和治”。此后，使团开始赴美国各地游历观光，蒲安臣的演讲依旧风采照人。
期间，他多次与国务卿西华德单独会谈。
7月28日，蒲安臣违背清政府的训令，未征得志刚和孙家谷的同意以及总理衙门的许可，擅自越权同美方签订了《中美天津条约续增条约八条》，即《蒲安臣条约》。
蒲安臣对这个条约十分满意，他认为条约不但保证了中国的独立和领土完整，而且中国开始成为同英美一样平等的国家。
8月21日，他在波士顿发表演说时说，这个条约保全了中国领土及主权，“条约承认中国是一个平等的国家……中国人现在可以与英国人、法国人、俄国人、普鲁士人以及一切国家的人，并肩而立了。我很高兴，美国有勇气实行它的伟大平等原则”。
8月30日,使团离美赴英，开始了欧洲之旅。
1868年9月19日，蒲安臣使团抵达英国港口利物浦，后转赴伦敦。由于种种原因，蒲安臣使团在英国受到了冷遇，朝野均不愿与使团接触。直至11月30日，英国女王维多利亚才在温莎宫接见了使团。
12月26日，新任英国首相格莱斯顿始派外交大臣克莱敦同蒲安臣进行谈判。蒲安臣照例向英国表示了清政府的友好和善意，并希望得到英国政府的谅解，配合他完成这次欧美之行。
“蒲安臣用他在美国所说的同样话语来表明他出使的目的。他宣称，第一消除西方列强可能具有的一种印象，以为中国政府已从事一种倒退的政策，第二指驳他们轻率地和不友好地企图采取一种将使一切进步成为不可能的政策，因为这种政策的威胁口气和强暴态度打击了中国人民的情感—或即使算是偏见”。
12月28日，英方照会蒲安臣，声明说，英国无意采取武力向清政府施压，清政府必须履行业己签订的条约等等。虽说仅是一纸外交声明，并未像与美国那样签订条约，但相对而言，其内容比较实际，在现实中执行也比较容易。
蒲安臣对英国政府的态度表示满意，能从当时武力侵华的急先锋英国获得这样的声明，蒲安臣使团的目的应该说基本达到了。
1869年1月2日，蒲安臣使团来到巴黎，受到了政府和社会民众华而不实的礼遇。21日，蒲安臣向拿破仑二世递交国书，并希望法方能给予答复。法方的反应却令人失望，迟迟不予回复。
每当双方会谈涉及正题时，法方就顾左右而言他，答词空洞，内容不详，只是模糊表示将采取和英国一样的对华政策。这样，使团在法国活动了8个月有余，既未获得像美国那样的条约，也没有获得像英国那样正式明确的声明，使团只好离开法国，前往瑞典、丹麦、荷兰和普鲁士。
在普鲁士，俾斯麦表示支持蒲安臣的合作政策,强调中国的国家统一，表明了对清政府的友好态度，他实际上表达了与英国相一致的立场。
随后，蒲安臣使团出访俄国。1870年2月16日，沙皇亚历山大二世接见了蒲安臣使团，对使团的到访表示欢迎。次日，蒲安臣不胜俄国冬季的酷寒，加上旅途劳累，患上了肺炎，23日不治而亡。
蒲安臣死后，使团由志刚率领，同俄国进行谈判。俄国态度暖昧，未作明确表示。4月21日，使团离俄赴比利时、意大利、西班牙等二国并递交了国书。10月初，蒲安臣使团自法国乘坐轮船，取道苏伊士运河返回中国