Uma primeira tentativa de acordo ocorreu, em 7 de setembro de 1889, através de um Tratado de Arbitramento, pelo qual o litígio seria resolvido através de arbitragem internacional. No entanto, após a Proclamação da República, em 25 de janeiro de 1890, o Presidente Marechal Deodoro da Fonseca, preocupado com as questões de segurança internas, manifestou disposição em resolver rapidamente a questão dos limites com a Argentina e propôs dividir o território contestado entre os dois países. O acerto foi estabelecido no Acordo de Montevidéu, assinado pelo Ministro das Relações Exteriores do Governo Provisório, Quintino Bacaiuva, mas o Congresso Nacional brasileiro rechaçou esse acordo e reafirmou a vigência do que fora estabelecido no Tratado de Arbitramento.
A última década do século XIX encontrou Zeballos intensamente dedicado às atividades diplomáticas. Entre 1889 e 1890, atuou como Ministro das Relações Exteriores do presidente Juárez Celman, e de 1891 a 1892, no mesmo cargo, durante a presidência de Carlos Pellegrini.
A natureza desta posição distanciou-o completamente do seu gosto pelos estudos etnográficos que analisamos anteriormente. A sua produção escrita neste período reduz-se, quase exclusivamente, a argumentos e artigos sobre questões de fronteira, que não analisaremos detalhadamente por fugirem ao objetivo deste trabalho.
Interessa-nos, no entanto, destacar esforços de Zeballos que significaram contribuições para o desenvolvimento de pesquisas ligadas à história nacional, como a promoção de pesquisas documentais em arquivos estrangeiros e sua determinação em organizar, em 1892, o Arquivo do Ministério das Relações Exteriores. Assuntos em tudo relacionado com questões fronteiriças através da compilação e catalogação do material existente no Arquivo das Índias em Sevilha.
A disputa de fronteira com o Brasil, na qual Zeballos teria maior envolvimento, era antiga e concretizou-se na reivindicação de territórios que pertenciam ao antigo domínio dos jesuítas. Um acordo entre os chanceleres da Argentina e do Brasil foi rejeitado em 1890 pelo Congresso do Rio de Janeiro. O Congresso argentino solicitou que o assunto fosse submetido à arbitragem dos Estados Unidos e confiou a defesa do caso a Zeballos.
