兵臨城下
天津會談，英法聯軍趁著軍事上的勝利把議和條件開到最高，提出了天津通商、索賠軍費、帶兵進京換約以及派巴夏禮先期進京查看房屋等要求。咸豐皇帝對這些要求非常震怒，他最不能容忍的仍然是英法特使進京入見一事。談判遂告破裂，一八六○年九月，英法聯軍開始向通州進發，逼近北京。
這時候，咸豐皇帝內心的苦悶可想而知：列祖列宗中還沒有哪一位像他這樣被洋夷打到了家門口。得知英法聯軍准備進犯北京，咸豐皇帝的第一反應是命令僧格林沁“嚴密防堵”、“迎頭攔剿”，甚至表示自己要“親統六師，直抵通州。”後來的事實卻表明，咸豐皇帝這樣說只不過一時痛快而已，直到最後一刻，他也沒有放棄和談的希望。
在英法聯軍前往通州的路上，英國特使額爾金差不多每天都接到清廷方面請他停止前進的照會，老謀深算的額爾金一概不予理會。九月十四日，英法聯軍在距離通州不遠的地方駐紮下來，這才派巴夏禮（HarrySmithParkes）和威妥瑪（ThomasWade）前往通州拜會清廷派來的欽差大臣怡親王載垣和軍機大臣穆蔭。在談判過程中，英方代表巴夏禮舊事重提，要求進京後覲見皇帝，“親遞國書，立而不跪”。咸豐皇帝得知英法聯軍的新要求後，深感憤恨，表示“設該夷固執前說，不知悔悟，惟有與之決戰。”但同時他仍然希望談判“不值因禮節而決裂。”咸豐皇帝的這封上諭還未及到達欽差大臣載垣等人手里，前方已經開戰了。九月十八日，載垣等人不滿巴夏禮的倨傲態度，命清軍統帥僧格林沁拘捕了巴夏禮，同時跟巴夏禮一同被俘的還有英法外交官、隨軍記者、軍人等共計三十九人。
清政府扣押談判代表巴夏禮等人之事，令戰爭驟然升級。同一天，英軍發起攻勢，很快占領了張家灣。九月二十一日，清軍兩萬五千名兵士跟英法聯軍四千人在通州和北京之間的八里橋展開了激戰。事實上，這也是兩軍在這次戰爭中的最後一戰。英法聯軍使用了當時最先進、最具威懾力的武器：英國人使用了亞姆斯特隆炮，法國人則使用了拿破侖炮，這兩種火炮射程都很遠，殺傷力極大。而清軍騎兵手里的武器多是火繩槍、刀、矛、弓、箭之類，清軍在戰斗中也使用了火炮，不過，清軍的火炮固定在木架之上不能移動，射程也較敵方為小。盡管清軍組織了多次勇猛的沖鋒，但限于武器上的劣勢，無法對敵軍構成更為有效的打擊。
八里橋之戰持續了兩個小時左右，雙方均元氣大傷。最後，僧格林沁所轄部隊無法抵禦敵方的強大炮火，終至潰不成軍。英法聯軍方面也差不多耗盡了所有的彈藥。激戰過後，僧格林沁率殘部退駐到安定門、得勝門以外，再也無法組織起像樣的進攻，更無法擔負防守北京的任務。至此，北京城完全暴露在了英法聯軍的槍口之下。