Німеччина і Австро-Угорщина використовували перерву для завершення переговорів з Радою, хоча на той час вона контролювала вже зовсім невелику частину територію України. Про ці переговори російської делегації стало відомо 15 (28) січня 1918 р. На ім'я Голубовича був спрямований протест, в якому виражалися сумніву в обгрунтованості претензій Ради на право представляти Україну. У ноті підкреслювалося, що Всеукраїнський (харківський) центральний виконавський комітет (орган радянської влади) має "незрівнянно більше прав представляти Українську Республіку ніж київська Рада". Представники Ради проігнорували звернення і продовжили переговори з Четверним союзом.
Коли пленарні засідання поновилися 17 січня (30 січня) 1918 р., в Брест-Литовськ прибули вже і представники українського радянського уряду з Харкова. Троцький інформував про зміни у складі російської делегації у зв'язку з входженням в неї представників харківського уряду. Він також підкреслив, що "світ, ув'язнений з делегацією київського Генерального секретаріату (тобто з Радою - Ред.) ні в якому разі не може вважатися світом з Українською Республікою".
В той же час, Троцький спочатку не відмовив Раді в праві брати участь в переговорах. Картина стала зовсім заплутаною. Від імені України виступали дві протилежні сили і право обох на участь з обмовками визнавалося главою російської делегації. Хід подій давав Центральним державам можливість вибору, з якою з українських делегацій мати справу.
Тільки наступного дня, після отримання телеграми з Петрограду, Троцький, посилаючись на інформацію про військовий крах Центральної Ради, що наближається, заявив, що питання про участь в переговорах делегації київської Ради як самостійній делегації "відноситься швидше до минулого, ніж до сьогодення і майбутнього". У відповідь представники Німеччини і Австро-Угорщини жорстко підтвердили свою колишню позицію про визнання повноважень делегації Ради як законного уряду України з 30 грудня 1917 р. (12 січня 1918 р.).
27 січня (9 лютого) 1918 р. країни Четверного союзу підписали сепаратний мир з Центральною Радою як урядом незалежної України. Згідно з цим документом, Берлін і Відень офіційно погодилися вважати Раду єдиною легітимною владою на Україні і зобов'язалися надавати їй підтримку в боротьбі проти радянської влади. Рада брала зобов'язання забезпечувати Центральні держави продовольством і стратегічною сировиною. Гарантією виконання договору послужила згода Ради на розміщення німецьких військ на Україні. Питання про Холмщине з її змішаним польсько-українським населенням відкладалося до проведення там референдуму. У секретному додатку до договору Австро-Угорщина зобов'язалася утворити в Східній Галіції автономну українську область.