便展開激戰，使館區被圍攻，義大利、奧地利、比利時、葡萄牙和俄國使館均被焚，海關、教堂和各傳教士所寓的房屋，亦悉遭焚燒。各國公使、外交人員及僑民既然受困於東交民巷，求救的信函均由海關總稅務司赫德負責遣派專差遞送至天津。每次送信的專差可得銀一百兩至五百兩，由此可知當時投送函件之困難。而每封信內都是說：“……情形十分危急，請火速發兵營救。”

武衛左軍統帥直隸提督聶士成在天津戰死，是拳變後首先殉國死難的大將。死難經過情形甚為曲折，他是由於兩面作戰，一方面抵禦洋兵，一方面又和義和團作戰，終於在六月十三日戰死於天津八里臺。

拳變時聶土成統武衛左軍駐蘆臺，直隸總督裕祿乃調聶軍二營至涿州，一營防守津京路。五月初八日義和團焚楊村鐵路，聶軍派一支隊往救，被拳民擊傷數十人，聶軍乃痛剿義和團，自此聶軍和義和團成仇。慈禧聞訊乃令總統武衛全軍的榮祿致書聶士成，勸勿和義和團作對，聶復書說：“團匪害民，士成守土有責，境內有匪，理宜肅清，事定之後，雖受大罰，靡所逃死。”於是聶軍專守楊村以阻義和團。

五月十四日英提督西摩爾統各國兵入京，過楊村，聶軍不讓路，洋人見寡不敵眾所以折回。清廷以為乃義和團大功，特予賞賜，卻不及聶軍。到了五月廿日聶奉命攻擊天津租界，劇戰八日，這是清軍唯一和洋人真正戰鬥的一幕，如果沒有聶軍的苦戰，則洋軍早已攻進北京了。到了五月廿八日各國大軍馳援天津，聶軍因為久戰無援，勢始不支，但仍退守天津附近。

當聶軍進攻天津租界後，義和團才出陣助戰。聶士成對義和團極為不滿，尤其認為倡議滅洋釀禍開釁的是義和團，可是在正式和洋兵開戰時，真正抗洋的則是聶軍，因此聶士成非常衝動，有一日和洋兵惡戰後歸營，忽然下令說：“今晚全力進攻團匪，明日再戰洋人。”於是聶軍四出，擊殺義和團千餘人，雙方更成死敵。第二天聶軍正和洋軍苦戰時，義和團出動了數十人馳赴聶寓，把聶士成家屬全部擄走。

這時聶士成的處境實在困難極了，因為洋兵大舉增援，聶軍正和洋軍苦戰，甫告休戰，忽聽到自己家中老少被義和團劫走，於是引兵前往追尋。聶軍移動時義和團乃狂呼說“聶軍反了！”在聶軍後防的清軍竟發槍向聶軍阻擊，聶軍因之腹背受敵，進退失據。

六月初四日武衛前軍馬玉昆來津增援，聶軍和馬軍協同作戰，又苦戰了十天。

六月十三日晨直隸總督裕祿召見聶士成，聶應召赴制臺衙門。裕祿未開中門，聶心知有異，及入督署，裕祿在書衙房內立候，臉色非常難看，手持一份電報，見聶後即將電報付聶。電報上是上諭：聶士成新法練軍，擅殺愛國分子，著即正法。聶讀畢即跪下。裕祿這時安慰聶說，上諭如此，其幕後原因不知。囑聶再出戰，如果戰勝，裕祿即可力保。聶士成辭出後，穿朝衣補褂馳赴前線督軍奮戰，在八里臺苦戰一晝夜，沒有飯吃，又沒有睡眠，士兵死傷無算。洋兵用望遠鏡遙看，見清軍中有人著補褂，知為大官，遂用炮轟，聶遂以身殉國，腹裂腸出。其部將統領周玉如、姚良才，營官徐照德、宋得勝都血戰陣亡。聶屍入殮時僅清兵廿餘人系白帶送喪，天津文武官無一人臨唁。直到袁世凱出任直隸總督時，聶的冤枉才告大白。

天津之戰劇烈進行時，清廷已調李鴻章接任直隸總督兼北洋大臣，並派宋慶為幫辦北洋軍務大臣，可是李鴻章到了上海不肯北來，而天津已難抗守了。

六月十八日，經過了三天血戰，日兵首先攻入城門，天津遂告陷落，裕祿自殺。

洋兵佔領天津後，軍紀甚壞，燒殺搶掠無所不為，尤以俄、法兩國兵最殘暴不通情理，德國兵亦甚橫行，比較來說英、美、日三國士兵沒有什麼大滋擾。最惡作劇的是在街上專拉斯文人，令其拉人力車，洋兵則坐車上，有時還要拉車人戴了紅頂花翎帽子。

六月廿三日，聯軍集合於天津，準備向清朝首都北京進發，聯軍人數約3．4萬餘人，內有俄軍1萬人，日軍9000人，英軍6000人，法軍2600人，美軍2500人，德國4000人，奧意軍各150人。

洋兵由天津出發，第一站遭遇的清軍陣地是北倉和楊村。在這一帶清朝有重兵據守，由慈禧欽派李秉衡前來督師。當六月上旬，都城中一片沉重空氣，李秉衡奉詔趕入宮中謁見太后，太后要他統領大兵，他亦欣然應允，慷慨誓師，這時天津已失陷，他於是馳至楊村部署一切。

攻佔北倉是以日軍為主，接著乘勝向楊村進擊。聯軍分