Negocjacje wznowiono w lipcu, kiedy Laroche przedstawił dwa kolejne projekty, bardzo podobne do pierwszego. Widząc, że sytuacja stała się patowa, Litwini zaproponowali przekazanie sprawy Stałemu Trybunałowi Sprawiedliwości Międzynarodowej, ale Laroche wolał aby sporem zajęła się Liga Narodów. Konferencja Ambasadorów ostatecznie postanowiła odwołać się do Ligi na podstawie artykułu 11. Paktu Ligi. 17 grudnia 1923 roku powołała ona trzyosobową komisję w celu przeanalizowania sytuacji i opracowania raportu. Na czele komisji stał amerykański dyplomata Norman Davis, a w jej skład weszli także holenderski ekspert techniczny ds. transportu Anton Kröller i szwedzki profesor Hoernell. Komisja odwiedziła Kłajpedę, Kowno i Warszawę i przedstawiła projekt traktatu 18 lutego 1924 r.
Po negocjacjach ze stroną litewską i pomimo protestów Polski, Liga przyjęła konwencję 14 marca 1924 r. 8 maja dokument podpisali Robert Crewe-Milnes, Raymond Poincaré, Camillo Romano Avezzana, Ishii Kikujirō i Ernestas Galvanauskas. Został on zarejestrowany w Serii Traktatów Ligi Narodów 3 października. Konwencja została ratyfikowana przez państwa ententy i weszła w życie 25 sierpnia 1925 roku.