联军的逼近，北京城危在旦夕。1900年8月12日，慈禧开始频繁地召见大臣。她一面下令大臣们迅速商定防御作战的计划，一面让攻打东交民巷的清军开始猛攻使馆。1900年8月13日，她再次给南方各省发出急电，要求他们火速北上勤王救驾。此时的北京城也仿佛成了一个大军营，经过一昼夜的军事调动，清政府各种军队约7、8万人被仓促地部署在了北京城的各个角落。
1900年8月14日凌晨，联军在获悉俄军已经提前发起对北京的进攻后，日、美、英三国军队也随后投入了战斗。总攻开始后，战斗在北京城墙的东段相继展开，联军遭到了进入中国以来最为激烈的抵抗。到晚上9点，4支外国军队相继攻入北京的外围城墙，开始向东交民巷推进。英军占尽了先机，得到了第一个进入使馆区的荣耀。 此后，美军、俄军、日军陆续攻入使馆区，东交民巷在紧张了近2个月后被联军解围。当晚，法、奥、意三国军队从通州进入北京，至此，北京外城、内城攻防战结束，联军把进攻的矛头转向了皇城和紫禁城。
1900年8月15日凌晨，美军率先对皇城发动进攻，随后，联军其他部队一拥而上。但就在守城清军与联军在城墙上激战的时候，慈禧却已经跑了。寸开泰，字晓亭，号心丹，洞坪人，生于同治二年(公元1863年)。光绪六年(公元1880年)16岁中秀才，十二年(公元1886年)食凛饩。十四年(公元1886年)戊子科赴省乡试未售，次年中第四十五名举人，光绪二十一年乙未科(公元1895年)中进士。留京任刑部六品主事，签分山东司行走。庚子变起，联军犯阙，慈禧、光绪偕百官西逃，同官劝其南行，寸开泰不为避难全身，坚留京城。待和议成，朝廷为表彰其忠节，以刑部主事加五级，授予正四品中宪大夫衔。《庚子际变诗》表达了诗人面对庚子事变,愤慨、忧虑、昂越。
当其它各国军队的指挥官们得知美军将很有可能首先进入皇宫的消息后，便立即召开了紧急会议，会议一致认为“继续进攻皇宫，会激怒中国人”，同时决定，为防止一国独占或先占皇宫，暂停对中国皇宫的一切军事行动。显然，真正促使列强紧急下达停火命令的原因是后者，所有人都知道，一旦皇宫的城门被攻破，那么中华帝国的宝库大门就完全地敞开了。1900年8月16日，清军在京城各处与联军展开巷战，清军死伤惨重，经过一天的激烈战斗，联军渐渐地将剩余的清军驱逐到了西北两方。战至晚间，联军占领了北京全城。当天，各国军队指挥官下令“特许军队公开抢劫三日”，北京城陷入了空前的痛苦之中。
联军攻入北京之后，作战行为演变成了一场复仇行动，按照当时在京外国人的说法就是，“此刻复仇女神来索取不可避免的报应也是常识分内的事情”。 联军贴出告示，要求平民在3日之内出城，可实际上，从破城之日起，联军肆无忌惮的大屠杀就开始了。攻克北京的联军还开始强奸妇女，他们不分老少地去奸淫女性甚至逼良为娼。 伴随屠杀的是抢劫，进城后，联军特许军队公开抢劫3日，这种被认为合法的抢劫活动在德军到来后继续扩大，持续了至少8天。中国皇宫也没能逃脱厄运，联军尽管下达了不准进攻紫禁城的命令，但却允许各国军队以“参观”名义进入，只不过这些参观者都在夏天穿上了便于藏匿物品的冬衣，他们把目光盯在了那些便于携带的珍宝上。联军在北京还烧毁了大量建筑，北京城遭到严重地破坏。