首先,在天津失利后,北京附近的清军就陷入指挥混乱,士气低弱的困境。
在通州被攻占前,积极主战的勤王清军总指挥李秉衡连战连败服毒自杀。原因一是部队后勤断绝,官兵不仅弹药无以为继,就连军粮都无法供应,实在无以为战。二是除了他自己带领的部队,别的部队根本不听调遣,遇敌即溃,战局已成溃烂之局。
兵,贵精,不贵多。李秉衡临死前留有遗书云:“军队数万充塞道涂,就数日目见,实未一战”,这根本就不是一支能打仗的军队。
攻克通州后联军开会部署进攻京城的作战计划,而到了这个时候皇宫里的慈禧太后还依旧沉浸在从通州传来的“李秉衡大胜”的捷报的喜悦中。京城距离通州仅20公里,快马送战报,顶多需要几个小时。但是在李秉衡自杀24小时之后,战报才送到,而且还是个“捷报”。
12日下午,真正的战报送达:通州不但已经陷落,而且联军已经开始了攻击京城的军事行动。于是这时慈禧才慌忙向南方各省急电,要求各地“勤王之师”火速北上。
8月13日下午,慈禧命令京城部队“立即出城迎敌”,于是上万官兵烽烟滚滚出了城。但到了城外,谁都不知道敌人在哪和仗该怎样打,背着洋枪拖着洋炮的部队在烈日下沿着京城的东南城墙毫无目的地转圈子。天黑时,慈禧命令又到了,内容是“无论行抵何处”,立即返城,“保卫城池”。结 果在漫天暑气中转了一天的疲惫不堪的官兵,匆忙进城了。
与此同时,慈禧开始频繁地召见大臣,整个下午到晚上,召见荣禄8次,召见载漪5次,全体军机大臣被“叫起”也达5次之多,几乎没了吃饭的时间。但是群臣跪在慈禧面前,“皆默然不发一言”。
这时,参加防守京师的清军总兵力已达10万人以上,是八国联军兵力的8倍。10万之众,从官到兵,竟然没有一人能说得出具体的防御部署,没有指挥机构,没有战斗动员、作战方针、作战原则,也没有协同作战的实施计划和保障支援方案,更没有战役和战术预备队。所有该有的都没有。
13日夜晚,按计划,联军向集结地点运动。 俄军参谋长华西列夫斯基的命令下率先发起攻击。俄军用大炮轰击东直门,数十炮之后,城门被轰开一个洞。
14日凌晨,俄军冲进了东直门。清军在城墙上向冲入城门内的俄军猛烈射击,同时有一些官兵冲了下来,和俄军展开肉搏战,俄军被赶出了城门。华西列夫斯基命令骑兵连参加冲击,这些哥萨克人挥舞着马刀蜂拥砍杀,东直门又被俄军占领。
但是随后经过清军反击,俄军又被赶出了外城。 就在此时,俄军主力到达,得到兵力补充的俄军立即重新开始冲锋。战况十分激烈,到14日中午,俄军仅攻占外城一角。
日军开始攻击的时间是14日早上,目标朝阳门。在朝阳门双方进行了炮战,这是清朝历史上少见的激烈炮战。接近中午时,日军得到了跟上来的俄军预备队炮兵的支援。傍晚时分,日军组织了敢死队,抬着巨大的炸药桶,把朝阳门城门炸开,于是日军步兵蜂拥而入。
在进攻北京的各国军队中,最为幸运的当属英军。英军得到中国教民的情报:“北京内城使馆区旁边护城河水面下有一个秘密水门”。
美军攻占广渠门则表现了美国人的精明。他们到达广渠门后同清军的短暂交战后,便立即退出了战斗。旁观俄军和清军的激烈战斗,最后美军挑选一段城墙攀爬进入城中。
8月14日上午,英军向广渠门攻击时,由于美军先期一步占领了该门,英军很顺利地通过此处。并且立即占领天坛,然后按照情报找到水门,顺利到达使馆,进入了内城。
8月14日,联军的进攻转移至对内城的争夺。由于外城失守,参加抵抗的清军作鸟兽散,京城内外的神机营、虎神营和各地勤王之师“约六、七万人,皆已散灭无踪。”
8月15日晨,美军占领正阳门。率先抵达皇城的美军在天安门遭到了清军激烈抵抗,无法前进,直到前来增援的英军从云梯爬到天安门城墙上面,发现守卫天安门城楼的清军官兵已经全部阵亡。
美军架好炮准备轰击午门,俄国人、英国人和日本人都不想让美国人抢先进入。于是各国司令官召开了紧急会议,决定:为了防止一国独占或先占皇宫,暂停对皇宫的军事行动。联军对北京的进攻最终停止在午门前。
就在守卫天安门的清军与美军激战时,慈禧带着光绪皇帝、皇后和一批王公大臣仓皇从西华门逃至德胜门,转经西直门逃出北京城。
1900年8月15日,八国联军最终占领了北京。