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在这种情况下，伊藤遇到了梅子（梅）。前文讲到高杉、伊藤和井上馨为实现马关（下关）开埠，计划将所有土地都纳入本藩领地，结果遭到支藩长府藩士的追杀。庆应元年（1865）四五月，在危难之中帮助伊藤藏身的就是梅子。梅子生于嘉永元年（1848）十一月八日，比伊藤小7岁，当时年仅16岁。其亲生父亲是海岸仲仕（搬运货物的装船劳工），那时梅子已成为艺者屋的养女（中尾定市『伊藤博文公と梅子夫人』3～6、10～11頁）。
伊藤遇到梅子之后，可能觉得有点对不住妻子澄。六月二十五日，伊藤给澄写信，提到给澄的姐姐寄了做腰带的布料。后来他又在十月二十日的信中，告诉澄给她寄了她想要的发簪。但这封书信写得枯燥乏味，结果成为伊藤写给澄的最后一封信（『孝子伊藤公』156～162頁）。
庆应二年（1866）三月十四日，伊藤在写给木户孝允的信中表达了想与澄离婚的意思，而且还和山县有朋（狂介）、片野十郎、林友幸（半七，后来担任枢密顾问官）等人商量离婚事宜。伊藤拜托木户直接听取山县等人的汇报，并告诉他们该怎么做。此外，他还请木户适当地帮忙劝说自己的父母（木戸宛伊藤書状、慶応二年四月二十八日、『木戸孝允関係文書』〈東〉一巻）。
因为澄是入江九一的妹妹，所以伊藤觉得必须得到木户、山县等人的理解之后才能离婚，而且还要木户亲自去劝说伊藤父母，说明伊藤父母非常不愿意让澄离开。
同年四月二十八日，伊藤在写给木户的信中感谢木户接待自己的母亲前去拜访，平时也总是“真心实意”地对待自己，不仅体谅自己的“痴情”，还帮忙劝说安慰母亲（木戸宛伊藤書状、慶応二年四月二十八日、『木戸孝允関係文書』〈東〉一巻）。而且，此事就发生在幕府即将再次讨伐长州之时，可见木户相当照顾伊藤。
伊藤的母亲，特别喜欢澄这个儿媳，不希望他们离婚。虽然木户亲自劝说，但伊藤母亲直到六月中旬才消了气（木戸宛伊藤書状、慶応二年六月十八日、同前、一巻）。但在六月七日，幕府军就已经开始攻打长州藩了。
起初，伊藤想得很简单，只要娶父母喜欢的女子为妻就能尽孝。后来，伊藤才真正意识到这种想法大错特错。离婚这件事对于澄来说是一种不幸，但伊藤得到了能理解自己的梅子，两人在漫长的人生中，风雨同舟、生死与共。
后来在明治维新初期，澄与一个姓长冈的在神户海关奉职的长州人结婚。据说这段姻缘，与伊藤暗地牵线有关（『孝子伊藤公』90頁）。