经过
1867年12月8日，萨摩藩主岛津忠义率领3000藩兵从鹿儿岛分乘4艘军舰前往京都，在此之前萨摩藩已有7000藩兵驻扎在京都，於是萨摩军的总兵力达到1万。长州藩则由藩主毛利内匠率领1200名诸队队员进驻大阪西方的西宫，另外又派遣1300名诸队队员进驻尾道候命。而安艺藩也派遣300名藩兵进驻京都，虽然倒幕派已经布好讨幕阵势，但是讨幕之战并没有马上发生，因为亲幕的会津藩及桑名藩也派出重兵驻守京都，加上德川庆喜亲自率领的幕府军仍留在京都市内的二条城。倒幕派不敢轻举妄动。
1867年，萨摩、长州、安艺等藩组成讨幕联盟，策划武力讨幕;与此同时，人民群众的反封建斗争席卷了包括京都、大阪、横滨、江户等大城市的内的幕府管辖区。幕府的统治摇摇欲坠。在这种情况下，德川庆喜采取以退为进的策略，1867年10月14日(日本历法)他假意向朝廷提出辞职，将政权交还明治天皇，称为大政奉还。
日本在锁国时代中所遇的对手，还是一些小国如葡萄牙、荷兰等，但是到了19世纪中叶，对手改为欧、美工业先进大国，可怕的外侮由是产生。1842年清朝鸦片战争失败，被迫开放五口通商以后，欧、美各工业强国也想以武力来打破日本闭关自守的政策。其中尤以美国希望日本开关最切;除了通商以外，尚有下列两因：
(一)美国在北太平洋上的捕鲸事业颇为发达，捕鲸船只损坏，缺乏适当的修理站;
(二)美国前来亚洲各地经商的船只，须经漫长的太平洋航线，中途缺乏加煤站;因此美国就成为第一个到日本叩关的工业强国。
1853年，美国舰队司令培理(MatthewPerry)率舰六艘，强行驶入浦贺港，要求日本开关通商。当时日本见美舰武器犀利，不敢遽然拒绝，也不愿贸然接受。日本朝野正在议论纷纷之际，培理率舰暂时离去。翌年，培理率领更多舰只前来，鸣炮示威，且声言日本若不开关通商，即直捣江户幕府。日本鉴于清朝鸦片战争的失败，不得已接受美国的要求，开放下田、函馆两地为通商口岸，于是日本两百多年闭关自守之局结束，对外关系进入一个新纪元。
结果
到了1858年，日、美两国签订正式商约，日本又开放长崎、大阪等地为通商口岸，议定关税，并许美国人在日本享有领事裁判权等。后来俄、英、荷、法援例，也相继与日本签订类似的不平等条约。欧、美势力的侵入，也曾引起日本不少排外运动，但都遭欧、美各国武力镇压下去。日本所受欧、美各国的欺侮，与同时代的我国极为相似，情势同样是岌岌可危。
当时的日本人多怀有“尊王攘夷”的思想，遭受外人陵辱之余，除了群起攻击与外人签订不平等条约的江户幕府以外，“尊王攘夷”的呼声也随之大盛。当时主持江户幕府的德川庆喜，鉴于外有欧、美强国的压迫，内有爱国舆论的指摘，各地诸侯又都准备用武力来推翻幕府，他就只得在1867年自动取消幕府，还政于年轻的明治天皇，这就是所谓“大政奉还”。
庆应三年(1867年)6月9日，龙马与后藤象二郎乘藩船“夕颜”号，从长崎出发，龙马与后藤象二郎共记下8条政治主张，一起完成了著名的“船中八策”：
天下政权奉还朝廷，政令宜出朝廷。
设上下议政局，置议员参赞万机，万机宜决公议。
有材之公卿、诸侯及天下之人材，备为顾问，赐以官爵，宜除以往有名无实之官。
与外国交际，广采公议，新立至当之规约。
折衷古来之律令，新撰永恒之大典。
海军宜扩张。
置亲兵，使之守卫帝都。
金银货物宜与外国设平均之法。
后续
庆应三年(1867年)在“夕颜丸”上，坂本龙马把著名的“船中八策”(舟中八策)交给土佐参政后藤象二郎。后藤象二郎将船中八策交于幕府将军德川庆喜。6月下旬，将《大政奉还案》送西乡。1867年11月间，龙马在《船中八策》的基础上，提出了《新政府纲领八策》。1867年11月15日夜，坂本龙马来不及看此提议的成效就在京都酱油商近江屋遭暗杀，当时正与中冈慎太郎谈话，被刺杀身亡。亦被刺的中冈慎太郎在2天后死亡。
坂本龙马死后，幕府并无意接受大政奉还的提议，德川庆喜率兵前往大阪，萨摩、长州两藩阵营再次以武力进逼，德川庆喜败退江户。直到最后，萨长阵营以西乡隆盛为代表，幕府以胜海舟为代表进行和谈，幕府时代才正式告终，庆应三年(1867年)第十五代将军德川庆喜在二条城里举行了大政奉还的仪式，天皇颁布《王政复古令》，废除幕府，标志着日本进入明治新政府时代。
影响
政治
1868年明治维新开始了，对日本进行了大刀阔斧的多项改革，封建体制被摈弃，引进西方的政治体制，包括了西方的法律体系以及政府体系。
此外，其他在经济、政治、军事上的多项改革使日本。1879年，日本强行吞并了琉球国(琉球群岛)。日本随之膨胀的野心也导致了之后的中日甲午战争(1895年)以及日俄战争(1905年)。在这些战争中日本占领了朝鲜、台湾等多处领地。
文化
大政奉还后，天皇按古制重新接掌政权，日人亦要从上古大和文化中寻找民族主义的基础，民间出现一片复古热;但明治维新却同时大举引进西学，崇尚欧美文明。
新旧文化交替，也令文字改革呈现多元路线：学者们或提倡假名，或罗马字派，或新造文字、又或废除日语，转说英语;而罗马字派、假名派、新文字派在各自的派系内，对于应采用哪种书写方法又有分歧。