Pomimo tego, że delegat polski w Lidze Narodów Ignacy Paderewski w imieniu polskiego rządu zgadzał się na plebiscyt, rozstrzygające było wycofanie zgody na jego przeprowadzenie przez Litwę.
Wobec braku możliwości porozumienia, 3 marca 1921 roku, Liga zrezygnowała z plebiscytu, jednocześnie proponując inną formę rozmów. Dwie tury negocjacji nie przyniosły porozumienia. Paul Hymans zaproponował wówczas 20 maja własną propozycję pokojową. Obejmowała ona utworzenie z Litwy dwóch kantonów narodowościowych ze stolicą w Wilnie i powiązanie tak powstałego państwa z Polską, co było w większości powieleniem polskiej idei federacyjnej. Wobec dalszego braku porozumienia, 3 września Hymans zaproponował autonomię Wileńszczyzny w ramach Litwy, co spotkało się z odmową ze strony polskiej.
Ostatecznie 21 września Liga Narodów zakończyła wszelkie próby zażegnania sporu, 3 lutego 1923 roku zdecydowała o podziale pomiędzy obie strony strefy pasa neutralnego, a 15 marca konferencja ambasadorów wykonując artykuł 87 Traktatu Wersalskiego zdecydowała o uznaniu