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在此期间，“正义派”逐渐掌握藩政主导地位，高杉获得了很高的声望。但高杉认为“功名富贵”非长久之计，叫上伊藤一同去留洋。于是两人前往长崎，借宿在英国领事馆。但以前就认识的英国外交官劝他们说，现在不是留洋的时候，应该为马关开港尽一份力。两人觉得有理，马上又回到马关。根据长崎代理领事加沃的报告，高杉和伊藤曾询问是否有办法让马关在不受幕府干涉的情况下，为开展海外贸易而开埠。
两人为促进马关开埠，与长府和清末两个支藩进行交涉，希望将两个支藩在马关拥有的领地全都编入萩藩，将隶属萩藩的其他土地与之交换。作为外国接待员驻在马关的井上馨也给两人帮忙。然而，长府和清末两个支藩的藩士却认为萩藩想独占马关利益，因此产生逆反情绪，甚至寻找机会刺杀高杉、伊藤、井上馨三人。
于是，高杉去了四国，井上馨隐藏在别府。伊藤原本想去对马躲躲，后来藏身于马关一名商人的家中。结果，面对幕府即将再次讨伐长州，萩藩政府为增进本藩与支藩之间的合作，于庆应元年（1865）四月二十二日宣布无意开放马关（『伊藤博文伝』上巻、194～200頁。『伊藤公直話』194頁。萩原延壽『遠い崖』二巻、332～337頁）。
这段时间伊藤跟随高杉行动，虽并非出于本意，但其行为确实偏离正轨、有违初衷。究竟是什么原因呢？
伊藤后来回忆时曾叙述道，“攘夷论再起，我们的想法无法朝着希望的方向发展”（『伊藤公直話』194頁）。虽然以高杉和伊藤为中心的志士们拼着性命扳倒了“俗论派”，成立了“正义派”掌握的反对政府，但获胜后的兴奋或许反而让“正义派”内的攘夷论调高涨起来。
而且前一年，伊藤和井上馨从英国回来以后，虽然希望中止攘夷的意见未被采纳，但藩政领袖对于他们的意见还是有所考虑的。然而那些领袖，有的因禁门之变引咎自杀，有的则被“俗论派”杀害，无人幸存。所以，无论伊藤还是井上馨，都陷入了绝望的境地，高杉定然也是如此。
对于伊藤等人来说，唯一的希望就是值得信赖的木户孝允回到长州，执掌藩政实权。伊藤知道木户潜伏在出石（现兵库县丰冈市），而且大村益次郎［村田藏六，后来担任兵部大辅（即次官）］、野村靖（靖之助，后来担任内务大臣）等人已经去见了木户。
大村和野村在与木户取得联系的同时，确认藩政府方面的意向。伊藤请木户的侍从转告木户，希望他能回到长州藩。四月二十六日木户回到马关，次日伊藤就前往拜访。从出石回到长州藩的木户孝允，宛如“大旱望云霓”
，受到热烈欢迎。
五月十四日，木户在山口见到藩主，提出施政建议；二十七日，就任“政事堂内用挂”和“国政方用谈役心得”这两个要职（『松菊木戸公伝』上巻、「木戸孝允公年譜」〔其二〕、465～474頁。『伊藤公直話』182頁）。