正当御前会议主战派与主和派争吵不休的时候，八国联军已经占领了大沽炮台，并向天津进发。
为了阻止八国联军进北京，慈禧皇太后下旨：要求各国公使和洋人在24 小时之内必须离开北京前往天津，并安排军队护送各国公使及洋人安全到达天津，保证洋人及其财产不受任何损失。如果24 小时内不肯离开北京，中国方面将不对他们的安全负责。慈禧太后心里虽做好了对洋人开战的准备，深信这场战争一定能够打胜，但洋人快抢火炮的威力还是叫她不寒而栗，她希望用和平的方式处理当前的困境，哪怕还有一线希望。 慈禧太后心里想，只要各国公使和洋人连同他们的财产安全离开北京到达天津，联军就没有理由进北京了，一切事宜都到天津去谈好了。然而事情不如她所愿，她得到了大沽口失守，联军正向天津进军的消息，他知道护送各国公使和洋人去天津，以堵各国出兵进京的借口，已经没有任何意义了，1900年6月21日，一道向十一个国家宣战的招书跃然纸上。诏书措词激昂、悲愤，有理有节：“我朝二百数年，深仁厚泽，宽以待人，汝等欺我国家，占我土地，索我财物，侮慢神灵，吾国赤子仇恨郁结。吾朝土地有二十余省，人民多至四百余兆，何难翦彼凶焰，张我国威，……，与其苟且图存，贻笑万古，孰若大张挞伐，一决雌雄。”诏书分别送往法国、英国、美国、俄国、德国、意大利、奥匈帝国、日本、比利时、西班牙、荷兰驻中国大使馆，向他们的国家政府宣战。中国政府又一次强硬了起来，是中国人扬眉吐气的时候了。
中国政府一声令下，各级政府对义和团改剿为扶，义和团也从秘密的非法组织变成了合法的正大光明的组织，昔日祸国殃民的拳匪成了赤心保卫大清王朝的义民，慈禧太后为表彰义和团扶清灭洋的义举，专门下旨赏义和团粮食二万石，白银十万两，把义和团组织编入大清军队。在北京，王公大臣在慈禧太后懿旨的感召下纷纷支持义和团，出钱出物，组织义和团的大小坛口，充当大小坛口的首领。义和团组织发出保卫北京，保卫大清王朝的号令，义和团的义民接到坛口首领的号令从山东、河南、直隶、山西、辽宁、蒙古四面八方星夜兼程涌向北京，北京乃至北京附近地区的百姓为了保卫北京，为了保卫大清王朝，无论男女老幼，官员家眷、军队官兵、政府听差、出苦力的、拉洋车的、做买卖的、乞丐、妓女同仇敌忾，听任政府的统一调遣。为了保卫北京，大清朝政府组织了十五万清军和六十余万义和团的义民，在天津北仓设立了第一道防线，在杨村设立第二道防线，在通州加设第三道防线，皆由清军和义和团共同防守，统一接受清军将领的指挥。 1900年8月4日下午三点钟，联军一万五千人接到命令，从天津向北京进发，5日上午到达北仓，向清军布下的第一道防线发起攻击。镇守在北仓防线的清军和义和团五万余人，布局是义和团义士在前，清军官兵在后，战斗打响后，义和团的义士们手持长矛、短刀、扁担、铁锨，作法后，关公、岳元帅、武松、孙悟空、猪八戒纷纷下到凡间附身助战，神仙附了身的义士们冒着敌人的枪炮，舍生忘死，高喊着刀枪不入，争先恐后向敌人冲去。为了保卫大清江山，捍卫中国领土不受列强的侵略，与敌人展开殊死搏斗，浴血拼杀，战死一批又冲上去一批，前仆后继，个个争先，用血肉之躯阻挡八国联军快枪火炮的进攻，战斗异常惨烈，激战十四个小时，北仓的中国守军伤亡惨重，再没有能力顶住联军的枪炮，全军溃退。8月7日，联军乘胜向设在杨村的第二道防线发起攻击，经过三个多小时的激战，突破杨村防线。负责防御任务的清军将领快速后撤，再没有胆量与联军打照面了，义和团的义士也一哄而散。8月12 日，联军顺利占领通州后，兵分四路向北京进发。 此时，驻扎在北京城内外的清军将士有九万余人，义和团义民二十多万人，负责北京城防的是兵部尚书刚毅，防务工作正在紧张有序地进行，调兵谴将，排兵布阵。清军将领坚定地相信义和团的每一个人，特别是坛口的大师傅能召神灵附身，能呼风唤雨，能借来天兵天将，能用刀枪不入的神功战胜联军的快枪火炮。前方战败的消息不断传到京城，京师为之震动，城内人心惶惶，守城将士兵无斗志，在这万分危急的时刻，守城将领急忙向大师傅问计，令大师傅赶快请上界的诸葛军师下凡设局破阵，助我等破掉洋人快枪火炮之阵。大师傅坐定，双手合十，仰起头微闭双目，口中念念有词，而后慢慢睁开双眼，长长的舒出一口气说：“军师言传阴能克阳，用女子的阴便可克除洋人的阳。”认为污秽的东西能破洋人的巫法杂技，能让洋人的快枪火炮失灵，打不响。一道命令传下去，为了保卫北京，大清官兵和义和团的义民纷纷闯进居民家中去抢夺妇女的裤子，尤其是内裤。一时间，北京街市上，妇女看不见了，妇女的裤子挂满了北京的城头。北京的城墙上挂着五颜六色的裤子，有长有短，有宽有窄，就像联合国在开会，城墙上挂满了万国旗。城墙上到处摆放着守城的士兵和义和团的义民收集来的便桶、便盆、里面盛满了屎和尿，这都是能够抵御八国联军快枪火炮、破巫法镇斜妖的特种武器。八月的北京，烈日如火，溽热难忍，北京的城墙上到处臭气熏熏，尽管守城的将士们按照大师傅的指点已经做好了非常充分的战斗准备，最终还是没有阻抗住联军的进攻。
8月14日下午3点，八国联军攻到北京城下，慈禧太后见势不妙，急忙脱去锦衣绸缎、金饰珍宝，穿上早已准备好的农妇布衣，一扫太后往日的威风，带上皇帝、皇后坐上一辆三套马车，在卫兵、太监、宫女的簇拥中仓惶出逃。北京城内王公贵族、大小官员、富商大户，车马逐路，纷纷涌出京城。守卫北京城的清军将士害怕八国联军，一触及溃，义和团义士不敢再做法了，扔去刀枪，四处逃散。城内的百姓哭天喊地，扶老携幼，拥拥挤挤向城外逃去。慈禧太后一出北京城，立即颁布两道谕旨：一道谕旨命令全体清军将士要对义和团痛加剿除，绝不留后患；一道谕旨命令李鸿章速速从广州赶往北京设法向联军求和，力挽乱局。慈禧太后一行人一路逃往太原，还是感到不安全，再逃到西安。 8月15日，八国联军攻进北京，见人就杀，不论男女老幼，只要是中国人统统格杀，北京百姓被联军追赶着射杀、刺杀、砍杀，北京的大街上，小巷里尸横遍地，血流成河。为了犒劳八国联军的将士，联军司令慰劳联军将士取得胜利，放假三天，特许联军将士彻底放松，愿意干什么就干什么。八国联军将士像饿疯了的恶狼疯狂地闯进紫禁城、闯进皇宫、闯进皇家坛庙大肆抢掠，王公府邸、官署部衙，居民商户，无一幸免。皇宫内院珍藏的奇珍异宝被抢掠毁坏，翰林院众多积存多年的珍贵典籍被付之一炬，就连紫禁城内用于防火盛水的铜缸壁上的镀金都用刀刮了去，五百多年的古都十室九空。8月28 日，八国联军为庆贺攻占北京的胜利，集结在天安门广场上，吹响得胜号，跨过金水桥，走过天安门、端门、午门，进入紫禁城内。八国联军占领了天津、北京后，向四周出兵攻掠，先后攻占了南至正定，北到张家口，东至山海关，西到娘子关的广大地区。俄国借口平定骚乱，乘机派出二十万大军占领了中国的东北地区。 一个多月后，1900年10月11日，李鸿章奉旨风尘仆仆从广州赶回到北京，即刻拜访各国公使，听取他们的意见。公使们提出三项要求：一、战争赔款。二、惩办祸首。三、请慈禧太后和光绪皇帝回到北京谈具体条件。前两项要求太后表示同意，只有第三项要求，慈禧太后万万不肯接受。慈禧太后再下懿旨，任命李鸿章为大清政府全权大臣向联军议和。联军拟定了议和大纲十二款，李鸿章不敢怠慢，派快马日夜兼程呈送慈禧太后。慈禧太后御览后，看到议和十二条的内容不以她为祸首，还能保住她在大清朝的统治地位，同意全部接受，这便是《辛丑条约》。《辛丑条约》共十二款，另有十九个附件，主要内容：一、大清政府向十一国赔款四亿五千万两白银，分三十九年还清，年息四厘，本金和利息共计九亿八千二百万两白银，以中国政府的关税和盐税做担保。二、把北京东交民巷划定为使馆区，准各国派兵驻守，使馆区内不得有中国人居住。三、拆除天津大沽炮台及有碍北京到海边通道的所有军事设施，从北京到山海关铁路沿线准许外国驻扎军队。四、永远禁止中国人成立或加入与诸国仇敌的组织，违者处死。凡有发生仇视外国人的地方，停止该地区文武各等考试五年。各地官员必须保证外国人的安全，否则立即予以革职，永不录用。等等。 1901年9 月7日，李鸿章代表中国政府与十一国公使共同签订了《辛丑条约》。