义和团运动使西方列强十分恐慌，列强开始率领侵略军进攻北京，英海军提督西摩尔首先率领侵略军1800余人由天津乘车向北京进攻，但遭沿途义和团英勇截击，狼狈逃回天津。
此时的清政府面对西方列强的武装入侵及义和团运动的日益高涨深感进退维谷。几个月以来严厉查禁义和团的结果都是“卒未有获”，而被起义军在北京的运动吓得恐惧万分的外国侵略者，企图用屠杀来阻止运动的发展。使馆卫兵屠杀无辜团众数百人的罪行，激起了北京群众的极大愤怒，也遭到了义和团的英勇回击。西什库教堂在外国军队及教堂武装的保护下，被义和团围困了63天之久。同时，他们还进攻各国使馆，给西方列强以狠狠的教训，日本使馆书记杉木彬、德驻华公使克林德被杀。
面对义和团如此浩大的声势，慈禧一面调兵二营专保颐和园，另一面任命载勋为统率义和团大臣，正式承认了义和团的合法地位。慈禧发布对外宣战的命令，派清军配合义和团去进攻使馆，并不断把北京的义和团调赴通州、天津等地去抵抗外国的侵略。
1900年6月10日，八国联军两万多人在英国海军中将西摩尔率领下，分批由天津乘五列火车向北京进犯。义和团以破坏铁路相阻截，侵略军只得边修路边推进，津京全线火车原只有三四个小时的路程，结果侵略军用了八十多个小时才到达离北京尚有一半距离的廊坊车站。1900年7月，八国联军攻陷天津。8月初，各国侵略军统帅举行会议，商量进攻北京，当时京津铁路已被破坏，侵略者决定沿运河取道通州西进。8月4日，侵略军约二万人从天津出发，美、英、日三国侵略军沿运河西岸，俄、德、法、奥、意五国侵略军沿东岸向北京进犯。
当时，京津之间的清军尚有数万人，但慈禧不想抵抗，开始向侵略者乞降。她一面电催李鸿章北上与列强议和，一面命人通知各国统帅，乞求停战。随着侵略军的推进，清军望风而逃，仅少数部队抵抗，京津沿线的义和团战士则顽强地战斗。侵略军走到哪里，哪里就有义和团的阻击。