李鸿章奉旨北上，5天后抵达上海，但他却就此在上海停下来不走了。李鸿章驻足上海的原因有二：其一，慈禧的态度出现反复；其二，李鸿章向各国发出的和谈请求尚未有任何回音。

慈禧下令停止进攻东交民巷使馆后，北京的局势出现缓和，清廷和各国使馆之间关于和谈的通信往来日益频繁，联军此时也没有进军北京的迹象。这时，清廷长江巡阅水师大臣李秉衡进京勤王，并向慈禧言明“既已开战，不能言和”，随后各路勤王之师陆续抵京，慈禧的态度又重新强硬起来。8月1日，慈禧下令恢复对东交民巷的炮击。

与此同时，联军方面则在各自兵力对比的问题上发生争吵，7月25日，联军收到来自北京的美国使馆的密信，信中说他们在北京已经坚持不了多久了，希望尽快派来援军。无奈之下，联军同意让日本增兵，7月底，日本在华兵力达到1万3千人，超过俄国，位居联军之首，其他各国也都尽力扩充自己的兵力，联军在天津的总兵力已经达到3万4千人。随后，又产生了一个新的问题，那就是究竟由哪个国家军队的指挥官来担任八国联军总司令，各国为此争的不可开交，联军的进军计划也因此一拖再拖。8月1日，联军最终确定了进军北京的日期，但因德国坚持要等到自己的远征军到达后再前进，所以此时的联军实际上是“七国联军”。

8月4日，联军以部分兵力留守天津、大沽，主力则从天津出发沿运河两岸向北京挺进。为了阻止联军北进，清廷在京津之间构筑了两道防线，以精锐部队驻防，而且还派当时因等待李鸿章抵京而尚未卸职的直隶总督裕禄亲自坐镇指挥京郊防御。8月5日，联军攻破清军北仓防线，清军被迫退守杨村；8月6日，联军再攻杨村，清军全线向通州方向败退，直隶总督裕禄在逃跑时进入一处民宅，不料竟发现房子里摆着许多棺材，这时联军士兵已冲入大门，裕禄在绝望中举枪自杀。次日，慈禧授命李鸿章为全权大臣，与各国议和停战。随后，李秉衡率军赶到前线，怎知他的军队还不如裕禄的军队战斗力强，许多将领甚至遇敌不战，一路溃逃，8月11日，已退到张家湾的李秉衡吞金自杀；次日，联军攻打通州，守军弃城而逃，联军不费一枪一炮占领了北京的门户通州。

8月12日，在占领通州的当日，联军除留德、法军一部驻守外，其余部队直扑北京；清廷方面则向南方各省发出急电，要求其火速北上勤王，一时间，被部署在北京的清军达到了七、八万人。8月14日，日军抵达北京朝阳门外，俄军抵近东便门，英军到达广渠门，美军随英军之后，法军随俄军之后，另有数千联军从天津出发以为后援。当日凌晨，俄军首先进攻东便门，不料遭到清军和义和团的激烈抵抗，一时难以得手，急忙求救日军，日军遂在朝阳门、东直门外开炮攻城。不久，英军攻入广渠门，抢先进抵东交民巷使馆区，占领天坛；美军随后跟进，配合俄军从东便门进城，日军也占领了东直门，接着又攻破安定门和朝阳门；随后，法、奥、意军队也进入了北京城。至此，被围近两个月的使馆区及西什库教堂解围。

到8月14日夜，北京内外城的攻防战结束，联军开始着手进攻皇城和紫禁城。8月15日凌晨，美军首先对皇城发起进攻，随后，联军部队一拥而上开始攻打东华门，慈禧挟持光绪帝着便服仓皇从西华门逃出，经德胜门出内城，沿颐和园、居庸关一线向太原方向出走。15日当天，联军攻入皇城逼近紫禁城，最先到达紫禁城的美军已经在午门外架炮，准备炮击皇宫了，然而就在此时，联军总部却下达了停止进攻紫禁城的命令，原因是担心攻入皇宫将激怒中国人，同时也是为了防止某一个国家独占或先占皇宫，把中国的珍宝据为己有。8月16日，清军在北京城内与联军展开巷战，死伤惨重，当晚联军占领北京全城，并特许军队公开抢劫三日，中国的皇宫、官邸无一幸免。

8月17日，在经过了几个月的激烈争执后，联军方面勉强同意由德国陆军元帅瓦德西担任联军总司令，不过瓦德西直到9月底才到达天津，10月中旬才抵达北京，等于是错过了所有的主要战斗，当时联军在华兵力已逾十万，驻京部队则超过三万。

咱们再说慈禧太后方面。在出逃后的第五天，8月19日，慈禧发出两道上谕，第一道发给了军机大臣荣禄、大学士徐桐和户部尚书崇绮，令他们留在北京向洋人求和，然而在北京城破不久，荣禄就率军败退到了保定一带，另外两人相继上吊身亡；第二道上谕发给了身在上海的李鸿章，再次要求他火速北上，与庆亲王奕匡一起主持议和。次日，慈禧以光绪帝的名义发布《罪己诏》，实际上是在向外国人道歉，并且表示对外开战的责任在于义和团和部分无知的王公大臣，至此，慈禧太后的态度已经发生了彻底的改变。8月23日，慈禧起驾前往山西，次日电令李鸿章可“便宜行事”，同时，清军也在北京周边展开部署，防止联军进犯山西。

面对清廷的求和，俄国首先作出了积极的回应，因为他们急于想解决1896年中俄密约所未能解决的东三省国境问题。经过列强们内部的反复协调，最终确定了“先议和后停战”的策略，而不是如清廷所希望的“先停战后议和”，同时，为了遏制俄国，英、德两国提出：在议和问题上，各国不得瓜分中国领土，中国沿海、沿岸应全部向各国贸易和经济活动自由开放；对此，自知无瓜分中国能力的法、日、美等国均表示赞同。接下来，列强开始争论“是否接受李鸿章为清政府全权议和大臣”的问题，李鸿章得知此事后，特意给慈禧去了电报，要求朝廷增派庆亲王奕匡、荣禄和两江总督刘坤一、湖广总督张之洞为全权议和大臣，以平衡列强对自己的争议。不久，奕匡被授予“便宜行事”的全权，刘坤一、张之洞也成为了议和大臣，即便如此，列强中除俄、美明确表示接受李鸿章为全权议和大臣外，其他国家依旧没有表态。

在各国还没有就议和相关问题达成一致意见之前，各国军队依旧按照自己的意志在继续着战争。从9月初开始，联军以清剿义和团为名开始对京郊和直隶各地进行扫荡。9月7日，慈禧发出上谕，宣布义和团是一切罪恶的源头，下令对其严加剿灭，第一次明确宣布开始镇压义和团。

9月10日，慈禧抵达太原，15日，她再次致电李鸿章，敦促他马上北上。看到时机已经成熟，李鸿章在接到电报的当天便乘船北上，3天后到达了天津。不久，慈禧得到消息说，由于山西巡抚毓贤所辖之太原城是当时杀死外国人最多的地方，因此联军要大举进攻山西，找毓贤复仇。为此，9月20日，慈禧再次颁布上谕，要求加力剿灭义和团；同日，慈禧还收到了李鸿章请求惩处载漪等人的密折。9月25日，慈禧宣布要惩处载漪、载勋等主战派大臣，6天后，又下令将山西巡抚毓贤以义和团事件祸首之罪革职。10月5日，由于害怕联军进攻山西，慈禧下令离开太原前往西安。

9月下旬期间，联军还不断攻城略地，先后攻占了北塘炮台，山海关和秦皇岛，控制了从大沽至山海关的各个海口。同时，李鸿章的外交工作也有了进展，英国已经承认了清廷提出的议和人选，法国等其他国家也随后表示赞同奕匡和李鸿章担任中方议和人选。这样一来，清廷与列强之间的和谈总算可以开始了，只是谁也没想到，这场旷日持久的谈判竟然持续了1年。

关于和谈之事，这里先不介绍，单说联军方面。10月初，联军分别从北京和天津派出军队，分两路进攻保定，并与20日前后占领保定，大肆烧杀抢掠，屠杀义和团。11月，德、意军队攻占居庸关、宣化和张家口。1901年1月底，法军进犯井陉，被守军击退，但李鸿章担心影响议和，遂下令守军退入山西境内，不许东出。3月下旬，法德联军再度进犯，李鸿章又下令撤军。4月下旬，法德联军攻打娘子关，清军败逃，联军再下固关，后因英、法担心山西成为德国的势力范围，从中加以阻挠，故侵入山西的德、法军又很快撤出。就这样，经过七个月的攻掠，联军控制了北京周边的各处要隘，在其占领区内义和团、百姓均惨遭劫难，死伤、被侮者不计其数。