Militärjuntans ledare Abdourahamane Tiani har till slut träffat representanterna för den västafrikanska organisationen, som hotar med militära insatser om diplomatin misslyckas.
Men två timmar av samtal i helgen ledde ingenstans, enligt källor med insyn i samtalen. Ecowas delegation fick dock träffa avsatte presidenten Mohamed Bazoum som hålls i husarrest.
Delegationen återvände till Nigerias huvudstad Abuja på söndagen.
Det diplomatiska dödläget följer efter Ecowas beslut den 10 augusti att beordra mobilisering av en militär styrka vid Nigers gräns. Beslutet fattades av elva av Ecowas femton medlemsländer som är eniga om att invadera, ifall militärjuntan inte lämnar över makten.
Tre av Ecowas medlemsländer, Guinea, Mali och Burkina Faso, tilläts inte delta i beslutet då de också styrs av kuppledare.
Militärjuntan har sagt att makten ska överlämnas till en demokratiskt styrd regering inom tre år. Samtidigt hotar man att slåss mot ett militärt ingripande från Ecowas eller franska styrkor.