ฮิตเลอร์กำหนดใช้เค้าโครงพรมแดนทรานซิลเวเนียใหม่[60][55] โดยการรวมข้อเสนอจากผู้เชี่ยวชาญชาวเยอรมันและข้อเสนอทางดินแดนที่ต้องการของฮังการี[56] ฮิตเลอร์พยายามสร้างความพึงพอใจแก่ฮังการี โดยที่ไม่กระทบผลประโยชน์และแหล่งน้ำมันในโรมาเนีย แต่ในขณะเดียวกันก็พยายามสร้างความเข้าใจผิดให้กับทั้งสองประเทศ ภายหลังการปรับเปลี่ยนผลลัพธ์เพื่อให้ตรงตามผลประโยชน์ของเยอรมนี[56] ผู้แทนฝ่ายอิตาลีมีบทบาทรองในการเจรจาและการร่างเส้นพรมแดนครั้งนี้[60] ทางฮิตเลอร์ส่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงต่างประเทศไรช์เข้ารับทราบถึงรายละเอียดของการอนุญาโตตุลาการ[58] ทำให้ในวันที่ 29 สิงหาคม ริบเบินทร็อพและชิอาโนได้รับการแต่งตั้งเป็นตัวแทนของฝ่ายอักษะ[61][55] ซึ่งในเวลาเดียวกันนั้น กองกำลังแวร์มัคท์ก็พร้อมที่จะเข้าแทรกแซงในกรณีที่มีฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งปฏิเสธการเจรจานี้[55]

การเจรจาเริ่มขึ้นเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ณ พระราชวังเบลเวเดียร์ ซึ่งริบเบินทร็อพและชิอาโนสามารถบรรลุข้อตกลงระหว่างตัวแทนของฮังการีและโรมาเนียได้อย่างราบรื่น โดยใช้ความพยายามเพียงน้อยนิดเท่านั้น[31][56] ทางรัฐมนตรีต่างประเทศโรมาเนียพยายามเสนอข้อคัดค้านของเขาในที่ประชุม แต่กลับได้รับคำตอบจากฝ่ายอักษะว่าทางเลือกของโรมาเนียมีเพียงสองทาง คือการยอมรับข้อเสนอของฮิตเลอร์หรือไม่ก็เผชิญหน้าทางทหารกับฮังการี ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากทั้งเบอร์ลินและโรมด้วย[56] การแลกเปลี่ยนประชากรและการแก้ไขพรมแดนที่โรมาเนียต้องการนั้นถูกปฏิเสธ[62] ริบเบินทร็อพได้เสนอการรับประกันพรมแดนใหม่จากเยอรมนี[63][62] ซึ่งเป็นข้อเสนอที่ไม่มีประเทศอื่นใดในภูมิภาคนี้ได้รับ[56] เพื่อให้โรมาเนียยอมรับข้อตกลงอย่างรวดเร็ว[63] โดยทางรัฐสภาโรมาเนียมีการหารือกันและตัดสินใจยอมรับเงื่อนไขดังกล่าวของเยอรมนี[64][62] ถึงแม้จะไม่ทราบรายละเอียดเกี่ยวกับดินแดนที่ต้องสูญเสียและยังต้องเผชิญกับการต่อต้านของพรรคเก่าแก่ก็ตาม[65] ส่วนด้านผู้แทนฮังการีเองก็ถูกบีบบังคับให้ยอมรับคำตัดสินของอนุญาโตตุลาการนี้อย่างไม่มีเงื่อนไข[63] ริบเบินทร็อพได้กล่าวคำข่มขู่ฮังการีถึงทัศนคติไม่พอใจเยอรมนี ทำให้ทางบูดาเปสต์มีการหารือกันและตอบรับยินยอมคำตัดสินในเช้าวันต่อมา[66]

เงื่อนไขของการอนุญาโตตุลาการเวียนนาถูกนำเสนอในห้องสีทองของพระราชวังเบลเวเดียร์เมื่อช่วงบ่ายวันที่ 30 สิงหาคม[62][31] รัฐมนตรีต่างประเทศของโรมาเนียเป็นลม เมื่อมีการแสดงแผนที่พรมแดนใหม่[62] และต้องใช้เวลาพักหนึ่งกว่าที่เขาจะฟื้นขึ้นและมาลงนามในคำมั่นสัญญา[31][64] ฮังการีได้รับดินแดนเกือบครึ่งหนึ่งของทรานซิลเวเนีย[62] (43,492 ตารางกิโลเมตร[หมายเหตุ 1] ซึ่งคิดเป็นสองในห้าของดินแดนที่เสียไปตามสนธิสัญญาทรียานง[67]) และเป็นดินแดนทางเหนือที่มีชาวฮังการีส่วนใหญ่อาศัยกระจุกตัวอยู่ แต่ก็มีชาวโรมาเนียจำนวนมากที่กลายเป็นพลเมืองของฮังการีด้วยเช่นกัน (มีการคาดกันว่า จากประชากรทั้งหมด 2,600,000 คน[65][68] ที่กลายเป็นพลเมืองของฮังการี ประชากรราวหนึ่งล้านคนเป็นชาวโรมาเนีย[69][70][71]) อย่างไรก็ตาม ประชากรในทรานซิลเวเนียมีชาติพันธุ์ปะปนกันเป็นจำนวนมาก ทำให้ชาวฮังการีประมาณครึ่งล้านคนยังคงอยู่ในฝั่งโรมาเนีย[67][71]

สำหรับส่วนที่เหลืออยู่ของทรานซิลเวเนียยังคงมีความสำคัญอย่างมากต่อเศรษฐกิจโรมาเนีย[70] ในขณะที่ฮังการีได้ครอบครองเทือกเขาคาร์เพเทียน ระบบคมนาคมทางรางของดินแดนใหม่ฮังการียังคงผ่านทรานซิลเวเนียใต้[71] ชนกลุ่มน้อยเยอรมันยังคงอาศัยอยู่ในโรมาเนีย[70] โรมาเนียได้รับการรับประกันจากเยอรมนีและอิตาลีสำหรับดินแดนส่วนที่เหลือ[65] (ยกเว้นแต่ดอบรูจา)[72][62][69]

จากการประมาณการของฮังการี ได้ระบุจำนวนประชากรชาวโรมาเนียในดินแดนใหม่ขัดแย้งกับข้อมูลของทางการโรมาเนียใน ค.ศ. 1930 และ 1940 แต่ข้อมูลของทั้งสองฝ่ายไม่ได้มีความแตกต่างกันมากนัก[68][หมายเหตุ 2]

การปฏิบัติตามคำชี้ขาดในกระบวนการอนุญาโตตุลาการเวียนนาครั้งที่สองถูกกำหนดไว้เป็นเวลาสิบสี่วัน เพื่อดำเนินการแบ่งภูมิภาค สร้างความเท่าเทียมกันของชนกลุ่มน้อย และการแทรกแซงอำนาจของฝ่ายอักษะในการระงับข้อพิพาทที่อาจเกิดขึ้นจากการยื่นคำคัดค้าน[74]