当时日本禁止琉球向中国朝贡，并着手对琉球实施废藩置县，遭到琉球方面的反对。松田道之与琉球政府谈判破裂后，1875年9月，马兼才与度支官向德宏、御锁官向维新（喜屋武亲云上朝扶）、日帐主取向嘉勋（内间亲云上朝直）、度支官吟味役翁逢源（亲泊亲云上盛英）等随三司官毛有斐赴东京请愿，而后他与向嘉勋于1876年7月回国。为了协助在东京的毛有斐与明治政府交涉，马兼才于1876年9月又一次受命出使日本，在日本为琉球救国请愿奔走达两年有余。在此期间的1877年6月，毛有斐因与日本政府交涉未果而在东京忧愤而死，马兼才接任其三司官之职；同年12月，中国首任驻日公使何如璋、参赞黄遵宪等来到日本，在神户停留，马兼才曾秘密潜入其所乘船中，痛哭乞求清朝扶助琉球。此事留给黄遵宪深刻印象，多年后他为此赋诗道：“东方南海妃呼豨，身是流离手采薇。深夜骊龙都睡熟，记君痛哭赋无衣。”何如璋、黄遵宪等人来到东京以后，马兼才及其同僚毛凤来（富川亲方盛奎）频频来清朝公使馆，向何如璋、黄遵宪求援。在何如璋、黄遵宪的建议下，马兼才等人向欧美各国驻日使馆递交请愿书，以争取国际上的支持。