Конференцията е свикана на 23 декември 1876 г. В нея участват посланиците на Великите сили - Англия, Германия, Австро-Унгария, Италия и Русия - и Турция. Първоначално (от 30 ноември до 10 декември) маркиз Солсбъри - специален английски пълномощник, и граф Н. П. Игнатиев се договарят относно политическото устройство на българските земи и на Босна и Херцеговина. След това започват предварителни заседания (11-22 декември) без турски представители. Приема се общото становище да се образуват 3 автономни области, от които 2 - населени с българи. Изработва проект за органически правилник за двете български области.
Руският проект предвижда единна българска автономна област, включваща Мизия, Тракия и Македония. Срещу него възразява австро-унгарският външен министър граф Г. Андраши. Маркиз Солзбъри също възразява срещу голяма българска автономна област и се стига до идеята за две области - Източна, с център Търново, и Западна - с център София (без Беломорието и Одринска Тракия и по-голямата част от Родопите, въпреки българския им характер).
В окончателния план на конференцията се налага британското предложение България да се раздели вертикално на две автономни области – Източна, с център Търново, и Западна – с център София. На заседанието на 8 януари 1877 г. маркиз Солсбъри заявява, че „в границите на тези две провинции, образуващи България, не влизат районите, в които не преобладава българско население, нито районите, които не са били изложени на лошата администрация, която даде възможност да се извършат зверствата от миналото лято.“
Източната българска автономна област включва санджаците Търновски, Русенски, Тулчански, Варненски, Сливенски, Пловдивски (без казите Султанери и Ахъчелеби в Родопите) и казите Кърклисийска (Лозенградска), Мустафапашовска (Свиленградска) и Казълагачка (Елховска) от Одринския санджак.
В Западната област влизат санджаците Софийски, Видински, Нишки, Скопски, Битолски, част от Серски и казите Струмишка, Велешка, Тиквешка и Костурска.
Така българските области са отдръпнати от Егейско море и извън тях остават Воденско, Кукушко и Дойранско, Западна Тракия, по-голямата част от Източна Тракия и по-голямата част от Родопите.
Английският представител иска разделянето вертикално на българските земи, тъй като смята, че в източната половина живеят предимно турци и гърци и тя трябва да се управлява отделно. Всъщност главният въпрос е не освобождаването на България, а как да се уравновесят интересите на Великите сили така, че Русия да не усили прекалено своите позиции.
Затова проектът за органически устав предлага автономия на двете български области - не държава или държави, нито пък свобода и независимост. В органическия устав се предвижда основна административна единица да бъде кантонът с 5 до 10 хил. души, прегрупирани според религиозната им принадлежност (християнски и мюсюлмански). Няколко кантона образуват санджак, който се управлява от мютесариф (християнин или мюсюлманин, според мнозинството на населението в санджака), който се назначава от Високата порта. Няколко санджака образуват област, управлявана от валия, назначаван за срок от 5 г. от Високата порта със съгласието на Великите сили. Валията да бъде християнин, може и чужденец. 30 % от данъците се прибират от османското правителство.
Съдебната система да бъде устроена според османския граждански закон. Турската армия остава в областните градове и крепостите, създава се милиция и жандармерия, чиито офицери се назначават от Високата порта. Международна надзорна комисия да следи в продължение на 1 г. изпълнението на тези споразумения. Всички проекти на Ц. к. целят запазването на Османската империя като противовес на Русия, която се стреми да завладее или постави под свой контрол Босфора и Дарданелите. На официалното откриване на 23 декември 1876 Савфет Мехмед паша, председателстващ заседанието, отхвърля основанията за свикването на конференцията, базирайки се на обявената нова турска конституция.
Това по замисъла на султанското правителство трябвало да отнеме почвата под краката на конференцията, да я направи безпредметна. Веднага след изложението на Савфет паша топовни гърмежи оповестили прокламирането на конституцията. Неотстъпчивостта на турците блокира конференцията и я проваля.
Държавите - участнички в конференцията, в знак на протест отзовават своите посланици от Цариград. Не се стигнало до окончателно решение на конгреса.
На 19 (31) март 1877 в Лондон е подписан т.нар. Лондонски протокол – последен дипломатически опит за въздействие върху Османската империя от страна на Великите сили с оглед решаването на проблема по мирен път. Отказът на Високата порта да изпълни решенията на Цариградската посланическа конференция и на Лондонския протокол слага край на мирните опити за решаването на Източния въпрос, и дава повода за Руско-турската война 1877 – 78. Заедно с Априлското въстание, конференцията е решаваща стъпка по пътя към Освобождението. С нейните решения международната общност по най-авторитетен начин легитимира българските стремежи за възстановяване на българската държавност, като очертава и естествените граници на българския етнос към втората половина на деветнайсти век.