（1855年）底，奕山被调任为黑龙江将军，次年抵达任所。在他任职期间，正值第二次鸦片战争期间，沙俄趁机在中国东北地区大肆扩张。奕山初到任时，即指示下属采取一种避免激化事态的态度，这种态度实质上是一种妥协和退让。
沙俄东西伯利亚总督穆拉维约夫指挥俄军沿黑龙江推进，并在沿途驻扎士兵、储备粮食、建设房屋。面对俄军的侵略行为，奕山没有采取有效的阻止措施，而是采取了所谓的“阳抚阴防”策略，表面上与俄军进行商谈，实际上则是放任俄军在黑龙江左岸建立哨所，公然占领土地。
到了咸丰七年（1857年）夏天，俄军大举进入海兰泡，并强迫清廷通商。奕山对此感到极度恐慌，并上奏表示，如果阻止俄方，可能引发冲突。然而，咸丰帝并没有批准他的妥协请求，命令奕山抗议俄军的行为，并要求俄军撤回人员和船只。尽管奕山按照旨意提出了抗议，但他并没有采取进一步的行动来抵制俄国的侵犯。
咸丰八年（1858年）四月，奕山奉命与穆拉维约夫在瑷珲举行边界谈判。最初，奕山还坚持根据《尼布楚条约》的规定，声称两国边界早已划定，无法更改。然而，当穆拉维约夫坚持要以黑龙江和乌苏里江为界，并以最后通牒形式威胁要离开谈判桌时，奕山的态度发生了急剧变化。在俄军夜间施放枪炮进行威胁的情况下，奕山担心冲突升级，最终放弃了坚守领土的原则，转而寻求和平解决。
在这样的背景下，咸丰八年四月十六日（1858年5月28日），奕山未经充分授权，便与穆拉维约夫签订了《瑷珲条约》。根据条约内容，沙俄获得了黑龙江以北、外兴安岭以南超过60万平方公里的土地，以及乌苏里江以东约40万平方公里的土地作为“共管”区域。此外，条约还给予了沙俄在黑龙江和乌苏里江的航行权。穆拉维约夫对条约的结果十分满意，称奕山为“我的挚友”。
条约签订后，沙俄进一步侵占了乌苏里江以东地区，并侵入松花江三省等地。面对这些新的侵略行为，奕山依然没有采取任何有效的抵抗措施，继续坚持“权宜办理，暂且姑容”的态度。
奕山在处理这一系列事件中的表现，尤其是他在《瑷珲条约》中的妥协态度，引起了朝野内外的广泛批评。大理寺