北京的消息基本中断以来，在天津的联军指挥官多次设法与北京方面联系，在联系未果的情况下，他们曾设想过多种解救方案。只是苦于更多的援军一时无法抵达中国本土，仅仅依靠在中国的现存的军事力量，他们显然还不具备立即增援北京、解救各国公使及所有外国人的能力。
一 各国陆续向中国增兵
投入兵力的多少是夺取在华军事优势并获取主导权的一个重要因素，由此也必然决定着其在联军中的地位和作用。所以，在向中国增兵的问题上，列强虽然一致认为应该增兵，但对怎样增兵、谁先增兵等一系列问题也一直犹豫不决，煞费苦心。
而且，由于列强在中国的利益和距离远近的不同，特别是对未来战争规模、战争时间的不确定，也使他们在向中国持续增兵的问题上难下决心。西方各国出于种种考虑，最担心日本利用其与中国的地缘优势持续向中国增兵，从而导致联军指挥系统的紊乱及权力分配上的不公。
而日本的既定国策是充分利用这次难得的历史性机遇。日本不仅要由此跻身于强国之列，而且试图通过参与八国联军侵华，建立其在东亚及远东地区不可撼动的霸主地位。所以，尽管有西方诸强国的担心与疑虑，日本在向中国扩大用兵问题上一直不含糊。
不过，由于三国干涉还辽的阴影依然存在，日本的野心也不敢过分暴露，在扩大向中国用兵问题上虽然极为积极，但也担心贸然派出重兵会招致各国的猜疑，从而导致其外交上的麻烦，所以日本政府内定的方针是：既要积极地利用此次机会向中国扩大用兵，但也要慎之又慎，充分征求西方各国的同意，避免不必要的外交麻烦。日本政府的基本判断是：鉴于中国局势危机不断加深，西方列强鞭长莫及，必然会依赖距离中国最近的日本。基于这种判断，日本政府采取的方针是竭力避免自己积极地出动大量兵力以引起西方的猜疑，耐心等待列强向它求助。它相信，列强在向日本求助之时也就是日本的出头之日。
从外交战略上说，日本的判断与冷静都是对的，西方诸国一旦无法支撑中国的局面，他们一定会想到远东的这个“小兄弟”。无奈，沙皇俄国虽然也介入了在中国的军事冲突，但它并不会遵守西方诸强国俱乐部的游戏规则。沙俄于6月10日不断向大沽调派重兵的举动在很大程度上终于打乱了日本的既定步骤。日本政府判断，俄国的军事行动并不仅仅把中国作为对象，而且在很大程度上关涉韩国和“满洲”问题。因此，日本必须给予正面的回应，用实力抵制俄国对日本既得利益及其潜在利益的威胁。
6月11日，日本外相青木在东京通过外交使节建议各国向中国增兵，并明确宣称：鉴于北京局势的危机，日本政府愿意立即派遣3万名士兵前往中国，以便同各国一道营救被围困在那里的各国使节和侨民。
日本政府的宣示并没有阻止住俄国向中国单独用兵的决心。当俄国政府得知这一消息后立即向日本政府表态说：任何有助于达到营救各国使节和侨民的合作只能够受到所有国家最衷心的欢迎。俄国政府看不出有什么理由干涉日本在这方面的自由，特别是因为日本已经表示了与其他国家行动完全一致的坚强决心，只是从俄国政府的观点看，完成这项工作并不能给予日本在北京独立解决问题的权利或其他特权。也许有一个例外，即如果各国以后认为有必要提出赔款要求的时候，日本或许可以得到一笔比较大的赔款。显然，俄国不希望日本在中国单独用兵，更不希望日本在联军中占据重要的地位，但是由于日本增兵的理由冠冕堂皇，俄国也不便公开反对。
俄国的外交言辞无助于阻止日本向中国增兵，而日本政府确实期待利用这次难得的机会展示自己的实力，奠定在西方强国俱乐部的成员地位。它所顾及的不是俄国的态度，而是强国俱乐部中的英、美、德诸大国的立场。青木在向外界透露增兵计划的时候就专门向英国驻日大使怀特赫德询问过英国政府的打算，并暗示如果现在登陆的各国海军特遣部队被包围或遭遇到其他危险，日本政府准备立即派遣一支规模相当大的特遣部队去救援他们。假如英国政府同意这一行动，日本政府就准备这样做；假如英国政府不同意，日本政府就准备放弃这一计划。
日本的试探引起英国政府的极大兴趣。英国出于对自己利益的考量，也不希望俄国乘此危机扩大在华势力范围，更不希望俄国在联军中发挥更大的作用。而英国自身由于陷入南非作战的泥潭无法顺利向中国大规模派兵，不仅无法有效营救在北京的外交使节和侨民，而且势必丧失在联军中的主导权。有了日本的支持与自告奋勇，英国政府感到完全可以利用日本去制衡俄国。7月2日，索尔兹伯理指示英国驻日大使怀特赫德迅速与日本政府交涉，希望日本政府尽快向中国增兵。第二天上午，怀特赫德拜访日本外相青木，递交了一份备忘录，希望日本能像其宣示的那样尽快向中国派兵。青木答应日本政府将尽快研究英国的请求，了解一下能够做些什么。他同时向怀特赫德转述了关于北京局势险恶的几份电报，他认为仅仅依靠目前在华的各国军事力量不可能成功地援救各国使馆，因为任何一支外国军队向北京逼近，都将成为清政府屠杀在北京的所有外国人的信号。日本政府曾试图通过刘坤一、张之洞、李鸿章等南方督抚同清政府发生联系，但这些督抚似乎也与清政府失去了接触。青木还告诉怀特赫德说：在现在这个季节，联军远征北京的困难几乎是不可克服的，因为在整个平原上玉米长得很高，而且没有可供炮兵和骑兵前进的道路。清军已经打开了白河的水闸，白河水位下降到如此低的程度，以致吃水三四英尺的船只不能航行。青木认为，为了胜利地进攻北京，至少需要一支7万人的部队。他甚至怀疑，已经登陆的各国部队是否能够固守天津和大沽口。
7月3日下午，日本内阁举行会议，同意接受英国的建议向中国增兵。当天晚上，青木与怀特赫德见面，继续夸大日本政府的疑虑，以换取英国的更多支持。青木表示：他担心各国使馆无法顺利营救，但列强需要确保条约权利和维护它们在中国的威信。日本政府认为，大规模地进行联合军事远征和占领北京是刻不容缓的，可是为了避免摩擦起见，有必要在列强之间事先就所有问题达成一项协议，例如联军部队的最高指挥权问题，或各国部队的作战区域问题。日本终于向英国开出了自己增兵中国的大致价码。
英国政府清楚地知道日本的心思，更知道日本急于向中国增兵与其和俄国的利益冲突有关。日俄之间为争夺中国东北和朝鲜半岛一直面和心不和，要想使日本顺利向中国增兵，必须做好俄国以及德、法等国的工作。所以，当英国政府获知日本有意向中国增兵的意向后，就于6月25日、26日分别征询过俄、德、法三国的意见，希望各国能够同意日本的建议，并希望欧洲各国能够给予日本一项关于派遣大量部队前往中国的某种正式授权。
日本在向英国表明自己的立场的同时，也曾向德国做工作，表示如果不能获得德国的同意，日本不会贸然向中国增兵，以此换取德国的好感。
德国既担心日本出兵过多影响自己在联军中的地位，又担心因此得罪俄国，影响与俄国的关系。所以，德国对日本的请求及英国的暗示并不急于表态。日本向中国增兵的事情一度搁浅，日本政府也只好强压住急于向中国增派重兵的欲火，只是当西摩联军败退天津后，日本向中国增兵的事情再度提起，英国政府正式请求日本实现其承诺，立即向中国增兵。
7月4日晚，青木拜访怀特赫德，告诉他日本政府已经决定立即向中国派遣2500人，但他反复说明登陆和供应的困难是如此严重，所以几乎不可能一次派遣更多的部队。鉴于俄、德、法三国的迟疑态度，日本设法通过与英国讨价还价换取英国向三国施压。日本既需要向中国扩大用兵以展示自己的实力、赢得西方列强的欢心，也希望各国能够给它正式的授权，以免将来发生不必要的纠纷。至于报酬方面，日本当然也很关心，它之所以与英国讨价还价，也是希望英国政府承诺将来能够对日本在华军事行动所发生的费用予以合理的赔偿。
第二天，日本驻英代办松井前往英国外交部拜访外相索尔兹伯理，通知日本政府增兵的决定，并询问英国政府除了下令从印度调派的那些部队外，是否还打算派遣更多的部队前往中国。索尔兹伯理回答说：这个问题在某种程度上要取决于南非局势的发展，不过英国已有1.2万人在前往中国的途中，或已奉命前往，而且在华的英国军事指挥官估计，如果向北京进军并有把握地解救使馆人员，大约需要四五万人。索尔兹伯理还告诉松井，根据英国政府掌握的消息，法国正在派遣8000人前往中国，德国约有9000人，美国约3000人，而俄国外交大臣拉姆斯多夫已明确告诉他，俄国已有1万人在大沽和天津。索氏认为，这些援军到达后大概可以应付最近的紧急事变，但直到8月下旬之前这些援军在许多场合还不能发挥作用，那时救援各国使馆的行动就太迟了，而且雨季势必会造成行动上的困难。索尔兹伯理询问日本打算做什么，日本政府能否利用自己邻近中国的地理位置，立即派遣一支相当大的部队去救援各国使馆？松井回答说：日本政府愿意做其他国家所做的同样事情，不过日本政府担心，如果他们做的事情较多，那就会遇到麻烦，而且日本政府认为救援北京需要一支较5万人更多的部队；如果日本政府现在就同其他国家一样派遣1.5万人赶在各国增援部队到来之前去北京救援使馆，那么日本军队必将被中国军队所击退。
俄国政府认为英国政府的这个建议在一定程度上可能会侵犯那些已被大多数国家所接受的基本原则，即维护列强之间的团结，维持中国现存的政治制度，排除任何可能瓜分中国的事情。通过共同努力建立一个合法的中央政权，它本身能够保证国家秩序和安全。俄国政府认为，坚决树立和严格遵守这些基本原则是达到维护远东持久和平这一主要目的所绝对不可缺少的。面临目前这么严重的危机，任何其他考虑都必须服从营救并保护外国人这一共同和急迫的目的时，对于授权任何一个国家进行单独行动一事，都将有重大的反对意见；导入对立和嫉妒的任何因素，均将严重危害它的成功。因此，俄国外交大臣拉姆斯多夫指示俄国驻英代办设法劝说英国政府，阻止英国政府鼓励日本向中国增兵的任何企图。俄国政府的意思是：鉴于中国发生的危害列强重大利益的危险事件，迫切需要避免任何误会或疏忽，而这些误会和疏忽可能导致更加危险的后果。
英国政府出于对自己利益的考量，当然不会顾及俄国政府的态度。特别是德国公使克林德被杀及西摩联军败退的消息传到欧洲之后，英国政府已经明确地意识到华北局势危在旦夕，增兵中国实属燃眉之急。英国政府与俄、德、法三国保持着密切沟通，希望三国能够同意日本率先增兵，强调只有具有地理优势的日本能够立刻增兵中国，同时向三国保证，日军在完成任务后不会留在中国追求特权。如果届时日本赖着不走，英国将与各国一道动用武力强制日本履行自己的义务。
7月13日，索尔兹伯理指示怀特赫德通知日本政府：如果日本政府为援救驻北京的各国使馆，除了派遣先前所答应的1.5万人外，立即动员并迅速派出另一支2万人的部队，那么英国政府愿意对日本政府提供的支援可达100万英镑。
英国的游说使德国的态度发生了动摇，德国在向中国增派重兵的同时，也劝告俄国接受英国的这些安排。于是俄国也就转变立场，顺水推舟，表示同意日本向中国增兵，而且强调任何国家能够迅速派遣可供使用的部队以促进救援工作，都将受到最热烈的欢迎。这就为俄国大规模地增兵中国提供了舆论依据。
有了西方诸国的保证，日本放手向中国增兵，至7月底，日军在华人数已达1.3万人，跃居联军之首，成为进犯北京的主力。山口素臣中将任司令官。英国也从印度、香港、新加坡、澳大利亚等殖民地和附属国紧急增派部队，至7月底，英军已有2700人登陆天津，盖斯里少将为司令官。美国从菲律宾马尼拉和美国西海岸旧金山紧急调集第14步兵团和第5炮团的瑞利连及骑兵第6团和一个营的海军陆战队于7月底相继抵达天津，由沙飞任司令官。俄国利用地缘优势快速就近调兵，力保在华北战场的兵力优势，至7月底，集结在北直隶的俄军已有6627人。俄军在南满还有4850人。利涅维奇中将为俄国直隶部队司令官，他是瓦德西来华之前联军中军衔最高的人。法军即刻从安南殖民地调集部队前往北直隶，至7月底已有1500人，由福里少将任总指挥。德国由于需要为克林德公使“复仇”，所以也不惜代价向中国增兵，所派遣的7000名海外远征军于7月27日从不来梅港出发。意大利和奥匈帝国没有增派新的军队，意大利只有先前已经抵达大沽的两艘军舰，司令官是“爱尔巴”号舰长卡泽拉海军上校；奥匈帝国只有先前抵达大沽的一艘军舰，司令官为该舰舰长托曼海军中校。至此，八国联军在天津一带基本集结完毕，总兵力大约3万人，进攻北京只是时间问题。
二 瓦德西出任联军统帅
在各国政府为向中国增兵进行紧急磋商时，北京的危机正在进一步加剧。7月16日，也就是联军攻占天津之后两天，英国驻天津部队的指挥官收到英国驻华公使窦纳乐7月4日的来信。窦纳乐在信中介绍了使馆的防卫情况，并对可能发生的情形作了预测。窦纳乐认为：如果中国人不加强对使馆的进攻，他们还可以坚持十天左右的时间；反之，如果中国人下定决心要拿下使馆，那就不出四五天的时间，他们就将成为中国人的俘虏。因此，他建议英国驻天津的军队要防止中国人对英国外交官的杀戮，就必须不失时机地向北京进发。为此，窦纳乐还向英国军方提供了一条北京内城南墙下通往英国使馆的秘密进路。
两天后（7月18日），日本驻华使馆的一名密使也历尽艰辛来到天津。他告诉联军，北京政府已经将驻扎在京城的董福祥的部队调往北仓，并已受命负责阻击由天津向北京进发的一切外国军队；清政府还将组织南方的兵力北上，准备夺回大沽炮台。因此，联军在决定派兵救援使馆的同时，对于坚守天津和大沽炮台也不敢有丝毫的大意。
组建联军救援北京的使馆的任务已经明白地摆在了联军将领的面前，但如何组建这支多国部队及由谁来承担这支多国部队的最高指挥官等实际问题也立即摆在了各国政府的面前。
最有实力竞争联军总司令的不外乎俄国、英国和日本三个国家。俄国政府在战争开始之初就制定了一套完整的方案，他们出于对俄国利益的整体考虑，虽然赞成列强向中国用兵，但不愿出头公开领导联军与清政府为敌。俄国外交大臣穆拉维约夫于6月17日向沙皇强调：鉴于俄国与中国的特殊关系，俄国不能去谋求联军统帅的职务，联军的任务要比最初所预定的将更广泛，即镇压各地的叛乱及其他暴力形式，并肯定要与清军作战，这就等于用武力对抗清政府。俄国与中国有漫长的边境线，在满洲有俄国的铁路，大量中国人和俄国人在那里工作。这种种情况都决定着俄国政府无论如何都不应该公开领导对中国作战的敌对行动，以便在混乱结束之后使自己能够迅速与中国恢复睦邻友好关系。
英国政府希望由英国人充当联军统帅。无奈西摩领导的联军在向北京出征的过程中费尽了九牛二虎之力，最终几乎是逃回了天津，他在联军中的威信受到了极大的损害，出任联军最高统帅已不可能。
西摩的希望化为泡影之后，英军总司令吴尔斯来开始期待能够来华担任联军统帅，为此进行了不少活动，也获得了英国军方的支持。不过，英国政府内部有人对吴尔斯来抱有私人成见，而俄国、法国、德国等更是抓住西摩在中国的失败及英国在南非的挫折大做文章，讥讽英国缺少帅才。法国驻德大使明确告诉德国政府说：自从英国人在南非洲丢脸之后，没有人会信任英国的领导。法国政府的潜台词是，可以支持一位德国将军出任联军统帅。
日本军队是第一次与西方国家一起参战，日本政府和日本军人对于出任联军统帅都有浓厚的兴致，然而它尽管获得了英国政府的全力支持，但遭到了俄国政府的强力反对，所以日本人出任联军统帅的活动并没有取得任何实际效果。
俄国人不愿出头，英国人、美国人和日本人因俄国政府的坚决反对而不能出头，剩下可能出任联军统帅的只有法国和德国。德皇认为，目前君主制国家在国际社会仍占多数，在这样具有世界历史性意义的重大事件中把领导地位让给一个共和国家，在政治上似乎是不合适的。于是，剩下的最有资格竞争联军统帅职务的只有德国。
8月6日，德皇威廉二世致电沙皇尼古拉二世，询问他是否认为联军总司令一职应该由俄国将军担任，或者同意由德国将军担任；如果是同意由德国人担任的话，威廉二世第一次明确提议由陆军元帅瓦德西伯爵出任这一职务。尼古拉二世在当天的复电中表示完全赞成提名瓦德西出任联军统帅，强调俄国将以绝对的信任把在那里的军队置于瓦德西的统率之下。日本和一贯追随德国的意大利政府也很快表态支持瓦德西。
8月9日，索尔兹伯理致电英国驻德大使拉色尔斯说：如果在北直隶驻有部队的各国都决定将这些部队置于瓦德西伯爵的最高指挥之下，英国政府将很高兴地同意。第二天，拉色尔斯迅即将英国政府的意见通知了德国政府。
美国政府紧步英国后尘，于8月10日明确表示非常愿意获得像瓦德西这样“一个杰出的和有经验的将领来担任任何联合军事行动上的指挥”，但是希望将有关方法的问题在发生时随时解决。
8月16日，法国政府终于勉强同意了对瓦德西的任命，告诉德国政府当瓦德西元帅一旦到达中国，并且由于他的军衔最高而在联军各国司令官会议中占有显著地位，那么，法国远征军司令官不会不将他同瓦德西元帅的关系“置于适当的基础上”（或译作“不会不保证他与元帅的关系”）。至此，瓦德西出任联军总司令的任命获得了各国政府的认可。
三 联军向北京挺进
在各国对联军统帅任命问题进行紧张交涉的同时，并没有影响在天津一带集结的各国军队为向北京进发作准备。7月25日，驻天津联军通过特殊管道收到美国公使康格于7月21日发自北京的告急信件。康格希望联军从速向北京进发，挽救各国公使。
康格的呼救引起了联军将领的高度关切，特别是英国、美国和日本的军事指挥官更是期待联军能够尽早开进北京，拯救公使和侨民。在他们的要求下，联军中军衔最高的俄军司令官利涅维奇中将于8月1日召集各国司令官会议，会议确定8月4日下午为联军向北京进发的时间。
8月3日，利涅维奇又主持召集了一次由所有司令官及其参谋长参加的联席会议，对联军进攻北京的时间、路线和各国参加的人数等问题作了最后的具体安排，确定第二天下午3时，驻天津联军除以部分兵力留守天津、大沽等地外，大约2万名联军将分两路自天津出发，沿运河两岸向北京进攻。进犯北京的2万名联军以日俄两国人数最多，日军8000名，俄军4800名，英军3000名，美军2000余名，法军400名，意、奥军各不满百名，德国没有参加。日、英、美军担任右翼，沿运河西岸行进；俄、法、意、奥军任左翼，沿运河东岸前进。
为应对列强武力进犯北京的可能性，清政府早在天津失陷之后已有所准备，一是命令各地振刷精神，筹办战守事宜，尽最大可能将来犯联军阻止在北京城外；二是请求各国公使暂避天津，乞求各国政府排难解纷，重修旧好；三是加紧调集各地勤王之兵以卫京师，加紧催办军火、银粮，以作持久抗敌之准备。
经过一番准备，清军在京津地区集结的总兵力已超过10万人。京津地区的义和团经过清政府的消灭、改编和瓦解，力量已大为削弱，但此时仍有7万余人，其中约有5万人留在北京城内，2万人分布在京津间的交通沿线。京津间的防御工事主要由从天津撤回的清军临时构筑，分成北仓、杨村两道防线。北仓防线的最高军事指挥为马玉昆。
8月5日晨，以日军为主的联军开始向北仓发起进攻，清军进行了顽强抵抗，毙伤联军400余人，但依然无法阻止联军炮火的猛烈攻击。7时许，联军占领北仓。担任联军情报官的英国天津卫理公会教士宝复礼事后承认，由于他事先早就网罗了一批汉奸充当密探，潜入清军内部，替联军搜集到北仓清军的人数、炮位、壕堑、埋雷地点等情报，极大地便利了联军攻占北仓。
由于清军事前故意放水淹没了运河东岸的乡村，东路联军，特别是俄军、法军、奥军的进展受到了严重的阻碍。不过在运河西岸的部队在占领北仓之后却能够迅速向前推进，他们的意图是尽快向京津途中的重要据点之一杨村推进。
8月6日，英、俄、美军联合进攻杨村，经过4个小时的激烈战斗，清军失利，联军顺利占领了杨村。此役清军损失惨重，士气沮丧，全面溃败，直隶总督裕禄自杀，提督马玉昆失踪。人们以为马玉昆已阵亡或负伤。由于天气炎热和长途行军，联军方面虽说没有多大的损失，但兵困马乏，士兵个个显得筋疲力尽，于是联军指挥官决定在杨村停留两三天，进行休整，然后再向北京挺进。
另一支约1.2万人的联军队伍于8月6日清晨开始进攻距天津约两英里的西沽。西沽是清军的一个重要阵地，但在联军的进攻下竟不堪一击，清军败退，向北撤离，加上联军已经占领了北仓，这样从天津通往北京的陆路与水路交通基本恢复，联军大规模地向北京进军已经成为可能。
八 国联军的进发并没有缓解北京城里的紧张气氛，被围困的各国公使已经感到他们被“解放”的日子为时不远。为了向联军的救援部队提供力所能及的帮助，窦纳乐的参谋长司快尔于8月6日绘制了一份北京简图，标明穿过内城城墙的水门以及使馆守军在城墙上的阵地进入使馆的最佳通路。这封用英美两国密码写成的信由一名信差于8月8日送到正在进军北京途中的联军将领手里，这对于联军后来的军事行动起到了一定的作用。
联军攻占北仓、杨村之后，意大利、奥匈帝国的军队先后退回天津。7日，清政府任命李鸿章为议和大臣，命他电商各国，先行停战。然而联军势头正健，根本无意停止进军，他们发誓一定要乘胜前进，一举攻占北京。而英国公使窦纳乐在获悉李鸿章被任命为议和大臣的消息后，也不同意联军停止进军、进行谈判。他认为，即便仅仅为了未来谈判中的有利地位，联军无论如何也不能被即将到来的停战谈判所蒙蔽。于是，他通过特殊渠道致电英国政府并转告联军当局，希望“援军的前进不要因为任何谈判而遭到拖延”。他甚至不惜夸大事实督促联军向北京进发，声称：“无论进行任何谈判，部队都不应延缓对北京的进军。我们每天仍遭受到炮火的袭击，而且我们的供应现已被完全切断，因此，除非我们马上得到援救，我们便必须投降。”显然，窦纳乐期待用这种危言耸听的话语打动联军指挥官，促使他们尽快用武力解决北京危机，不要陷入中国人允诺和谈的拖延“诡计”。当然，窦纳乐等各国公使也预料到，清政府同样不愿意对各国使馆重新采取敌对行动，从而进一步危害中国在未来善后谈判中的地位。
稍事休整后，联军以日军为前导，**，沿途几乎没有遇到多少有力量的抵抗。11日，联军逼近张家湾，清军统帅李秉衡所率各军全面溃败，李秉衡愤而自尽。12日晨，联军也没有遇到像样的抵抗就顺利占领通州。由于联军连日作战，过于疲劳，联军当局遂决定就地休整，另行计划总攻北京的时间。
13日，联军司令官们在通州召开会议，决定14日向北京发起总攻。然而为了争夺破城“首功”，俄军不顾各国将领达成的协议，竟然于13日晚间首先向北京发起攻击。于是，对北京的全面进攻提前进行。
按照联军将领们的约定，俄军负责进攻东便门，日军负责进攻朝阳门和东直门。这几个地方也是清军防守最为严密的，所以战斗也最为激烈。清军在东便门击毙和击伤俄军120余人，俄军参谋长华西里也夫斯基中将也在这期间负伤。在朝阳门和东直门，清军击毙和击伤日军200余人。
东便门、朝阳门和东直门的战斗进行得相当惨烈，大批清军也从其他驻防地赶来支援。由此，广渠门等处防守空虚，英军于14日乘虚而入，冲破广渠门的防线，通过崇文门西边城墙下面的御河水闸进入内城，沿途几乎没有受到任何抵抗即顺利进入英国公使馆。
上午9时许，守卫北京和围困使馆的清军开始溃退，一部分涌出前门向城外逃跑，一部分穿过前门进入皇城。至此，北京失陷。
此次八国联军攻击北京的战斗中，中国人有400多人死亡，而日军的伤亡为100人，其中包括3名军官。在6月20日至8月14日整个被围困期间，使馆方面阵亡的外国人为66人。
四 千年古都惨遭**
当联军于8月14日进攻北京最紧张的时候，六神无主的慈禧太后在这一天连续五次于皇宫中召集军机大臣议事。在外面枪炮声接连不断的情况下，各位大臣实际上已经无意于议政，更无心抵抗，有大臣建议挂旗投降，有的主张再向各国公使求情，更多的大臣主张应该乘联军尚未完全占领北京的时候赶快出逃。
关于两宫在北京不保的情况下必将西逃的传闻很早以前就流传开来。西摩联军向北京进发的时候，清政府就有一旦西摩联军进京，为避免受辱而外逃暂避的预案。慈禧太后已经预感到形势不妙，她虽然传旨义和团入卫，但也清楚地知道这一办法并不可靠。盛宣怀于6月22日致张之洞电对此已有猜测，23日致袁世凯电甚至明确提及“銮驾西行”的路线。按照安徽巡抚王之春的说法，慈禧太后自天津失陷时即欲巡汴，由于赖荣禄一日三谏及朝内诸公同时跪阻，其事始寝。8月6日，也即八国联军向北京开进的第三天，慈禧太后已经决定当清军实在抵挡不住联军进攻的时候，她就和光绪皇帝一起于8月10日离开北京向西“巡狩”。这一天，慈禧太后派东阁大学士昆冈为留京办事大臣，令军机章京为前站先行，至长辛店侍驾。然而当军机章京等西出章仪门、车悬随扈黄旗前行的时候，以致京城地面人心惶惶，市面更为震动，两宫出巡计划又告中断。
8月13日午，负责阻击联军的前线指挥官宋庆进京面见慈禧太后和光绪皇帝，明白表示各国联军包抄而来，彼众我寡，不遑应接，暗示两宫随时做好撤离的准备。随后，宋庆又到军机处谒见诸王大臣，更明白地告诉他们：“诸君信任团匪，酿成巨祸。此时团匪已散，我一国势难抵敌联军，恐京师终难保守。”他提醒王公大臣做好最坏的打算。
当天晚上，在南苑一带负责阻击联军的清军将领马玉昆应召进京，直接讨论“护驾出京之计”。之后，慈禧太后又连续五次召见军机王大臣，然仅刚毅、王文韶、赵舒翘三人在值，御前王大臣等均各自回家去了。慈禧太后对此十分愤怒，她毫不客气地大骂：“只剩尔等三人在此，其余都回家去，置我母子不管。尔三人务须随驾同行。”她当面告诉王文韶：“尔年高，吃此辛苦，我心不安。尔可随后赶来。刚毅、赵舒翘素能骑马，必须同行。”
15日黎明时分，随着枪炮声越来越近，慈禧太后听说联军准备进攻东华门，遂更换民服，御蓝布夏衫，在光绪帝、端王载漪、庆亲王奕劻、庄亲王载勋、辅国公载澜以及刚毅、赵舒翘等十几位王公大臣的陪同下，由马玉昆部及神机、虎神、八旗兵弁数千人护送，乘辅国公载澜提供的车子，仓皇出西华门奔德胜门，经颐和园、居庸关等处，向太原方向出逃，只留下部分清军守卫皇宫，继续抵抗。
当联军中的各国部队将要占领皇城的时候，各国将领为了防止一国独占或抢先占领皇宫而造成联军内部的混乱，联军司令官将是否占领紫禁城的问题留待外交团决定。8月16日，各国公使就此问题进行了讨论，他们认为鉴于目前北京的混乱状况，联军不能绝对地放弃对皇城的占领。根据这个决定，各国军队重新回到15日的进攻地点，从四面八方控制着紫禁城。
8月25日，各国公使和联军各国司令官举行会议，再次讨论是否占领皇城的问题。外交团认为：北京的局势之所以难以得到有效的控制和恢复，其中一个重大的原因是清政府的象征——紫禁城尚在中国人手里。如果不粉碎据守紫禁城清军的抵抗，将在延长无政府状态及减少和平机会方面产生灾难性的后果。各国将领根据外交团的意见决定占领紫禁城。第二天，公使团致函清政府留京办事大臣昆冈等人，表示各国统兵将领及公使等有意进入大内“瞻仰”宫廷，以资保护。
昆冈等人接到这封信之后曾设法阻拦，但公使团坚持认为，现在京城暂归各国保护，此系各国使臣及各国将领的意思，碍难阻止。既然无法阻止各国公使及联军将领进入宫中，昆冈等外廷人员遂将事情原委如实转告尚留在北京的内务府大臣世续、文廉等，希望他们照知内廷各处值班人员略作准备，以免各国公使及联军到来时受到惊扰，驻守在紫禁城的清军也在各国公使及联军进入紫禁城之前出人意料地自动撤出。
8月28日上午7时许（辰刻），联军在清政府留京办事大臣昆冈、敬信、世续等人的带领下列队入大清门，进内左门，出神武门。先行者为俄兵800人，继则日兵800人，英军300人，美军300人，法军二队，德军一队，意大利军队一队，奥地利军一队。接着，日法两军各鸣炮21响志贺。俄国军队担负了进行正式入城式的责任，联军将领中军衔最高的俄军司令官利涅维奇检阅了各分队——英国分队除外——并且接受他们的敬礼。在举行入城仪式的时候，各分队一面前进，一面互相欢呼。在入城式之后，各国使臣、秘书及高级官员们在宫中各处随意参观，可能除了少数的小小纪念品外，他们对于各处的物品都很谨慎地予以“尊重”。宫中的清政府官员略备茶点招待，双方并没有发生什么不愉快。
显然，联军的这一举动既有战胜清王朝的象征意义，又为将要进行的议和谈判留有足够的余地，他们毕竟“尚知先期约会，未敢擅入，意在顾全邦交”。
在联军占领北京的最初几天，由于极为混乱和毫无秩序，八国联军纵兵三日，爱杀就杀，爱抢就抢。实际上纵兵八日，为所欲为，使千年古都蒙受了空前的耻辱。
在报复义和团的名义下，联军将设过拳坛的庄王府、端王府等地付之一炬，甚至户部在遭到日俄军队两次抢劫之后也因曾设过拳坛而被引火焚之。至于翰林院、弘仁寺、仁寿寺、大光明殿、天元阁等著名建筑物，均被联军付之一炬。连带所及，这些建筑物中不便运走的文物、档案、珍贵图书悉数化为灰烬。
联军士兵借捕拿义和团的名义，三五成群，身挎洋枪，手持利刃，在各街各巷挨家挨户地进行搜索，踹门而入，卧房密室，无处不至，翻箱倒柜，无处不搜，凡银钱、钟表、细软等值钱之物，劫掠一空。稍有阻拦，即被戕害，此往彼来，一日数起。竟有洋兵“带同两套大车数乘，在各胡同挨户装运，不独细软之物，即衣服、床帐、米面、木器，无所不掳”。凡稍有积蓄之家，率皆不免。上自天府，下及富室，无不被其**。昔日美轮美奂、充满辉煌的北京城经过这场浩劫，呈现出残破、萧条与荒凉。触目所见，断砖焦土，一片瓦砾。
联军占领北京之后，出于变态的报复心理，对平民，特别是那些所谓的义和团民进行了疯狂而残忍的屠杀，但闻枪炮轰击声、妇稚呼救声，街上尸骸枕藉，死者无算。甚至过了很久以后，一些空房子因蛆从里出，仍有尸体发现。仅在庄王府一处就一次性杀害1700多人。联军当局为了不使所谓的义和团民漏网，不惜错杀平民，昔日人声鼎沸的京城经过这段时间的野蛮屠杀，剩下的是一片沉寂凄凉，死尸遍地，哀鸿遍野，弃物塞途。整个北京城成了真正的坟场，到处是尸体，无人掩埋，听凭野狗撕啃。昔日人声鼎沸的北京城已成荒无人烟的废墟。
至于那些先前与义和团略有来往，或曾赞成过、支持过义和团主张的人，由于担心联军的报复，被迫走上了自杀的绝路。有闭门自焚者，有举家自殉者，有被逐无处投依自尽者，有被侮辱羞愤捐生者，各街巷哭嚎之声不绝于耳。体仁阁大学士徐桐自知倡导、支持义和团罪孽深重，自缢身亡。户部尚书崇绮之妻不甘受辱，逃至保定，合家自毙。崇绮闻之，亦自缢。当北京破城之后，自裁的王公大臣还有很多。中国方面经过庚子国变所死亡的全部人数似乎一直没有完整的统计。
烧杀抢掠之后是**。联军当局在占领北京之后，听凭这些外国兵在北京公开**妇女，大街小巷，妇女的惨叫声、呼救声和洋兵的**笑声，日夜不绝于耳。尤有甚者，联军竟有组织地将其所获妇女不分良贱老少，尽驱诸一个地方集中看管，作为“官妓”，听凭联军官兵入内游玩，随意奸宿。至于洋兵沿街随意强奸妇女，更是造成了黑色恐怖。尤其是东直门一带的妇女，深恐受洋兵侮辱，遇见洋兵尤其是英军中印度兵，越发恐惧。风传印度兵见了妇女就像疯子一样的疯狂，所以许多妇女一闻枪声，就投井而死。有时在一口井中竟能捞出五六具妇女尸体。在联军统治北京的那些日子里，究竟有多少中国妇女被侮辱、被**、受委屈致死，恐怕永远都难以算得清了。
8月18日，在联军占领北京后举行的第一次各国公使和将军联席会议上，一致同意尽快恢复和建立北京与天津之间的铁路交通。然而经过几天的努力，除了同天津的联系有所改善外，北京的形势并无根本改观。之后，联军方面开始自己动手修复北京四周被破坏的铁路。
8月20日，俄国军队占领颐和园。9月29日，俄国驻北京公使遵从本国政府的训令率部离开北京前往天津，与此同时，俄国留在北京的部队也减少到1200人，于是俄国人就于10月2日将颐和园交给了中国人控制。俄国人撤出颐和园的消息很快被窦纳乐获知，窦纳乐认为：此时的北京由于不存在中国政府，而且北京城及郊区都处于军法管辖之下，同时还由于获悉大批义和团已经返回北京，所以他判定俄国人将颐和园交给所谓中国人据守是不可能的，也是不适当的。为此，窦纳乐致信外交团，建议由英国特遣部队总指挥官用联军的名义重新占领颐和园。德国公使馆代办告诉窦纳乐，他已查明俄国人还正在撤出清宫，而且也计划将它交给中国人，所以德军已准备占领它。10月3日清晨，一小队英军在布勒少校的率领下开往颐和园；不久，一支意大利分遣部队也到达该处。在英军和意大利军队到达颐和园的时候，中国方面接收颐和园的下级官员打开了大门，他们对新来的联军说，最后一批俄国人已于今天早晨离去。根据他们与俄国人签订的协议，由他们驻守在这里，如果英军与意军有意接收据守颐和园，他们将十分高兴地予以配合，因为他们既没有配备武器，也没有足够的食物。于是颐和园从这些中国人手里移交给英国和意大利的军队。园内的所有东西收集并存放在一个大厅里，由英军和意军驻守。
准备参加与各国议和谈判的庆亲王于9月3日归来，此时联军的管制不断加强，北京的局势开始逐步稳定。9月14日，窦纳乐接到情报说，大批义和团聚集在北京以西12英里的山中，义和团的总部设在八大寺，其中有六座寺庙以前曾被各国使馆租来作为夏季住宅。9月16日早晨，包括英国、美国、德国、意大利和日本等国分遣部队在内的联军向这个基地发动了猛烈的炮火攻击，大约有30名义和团勇被打死，其余的纷纷逃散，联军轻松地获得了讨伐的胜利。