8月12日，联军经张家湾进逼通州，退守通州的宋庆军望风而逃。
俄军抢先攻破建国门，日军突破朝阳门，英军首入内城。慈禧太后逼珍妃跳井。
宋庆军溃逃后，京城的门户便向敌敞开。联军西进时，一路上竟看不见清军的人影，也没有义和团阻挡。故两万大军，列队而行，于8月13日直抵北京城下。联军在城下扎营后，各国将领得意洋洋。他们通过合谋，相约一致行动，计划三日后一举攻下北京城。
然而，俄军司令利涅维奇将军却不想遵守盟约，他望着清晰可见的北京城墙，竟想夺得破城首功。到达城郊的当天午夜，他即令俄军摸黑向东便门偷偷发起了进攻。北京城沿守军对俄军的偷袭竟毫无准备，他们尚在睡梦中即尽遭俄军残杀。俄军消灭城沿清军后，乘势攻进城区，并且大摇大摆地行走。这时，董福祥的甘军和义和团对他们进行了勇猛抵抗。待攻至建国门时，甘军的抵抗更加激烈。战至次日上午，俄军遭受惨重伤亡，仍不能突入建国门。前线司令官华西里耶夫斯基一怒之下，亲自上阵指挥，但刚一上阵，一颗子弹射穿了他的右胸。众官兵见了，急忙冲上去抢救。甘军见了，连忙猛烈射击，弹如雨下，使俄军伤亡数十人才把他从阵地上抬走。
日军司令官山口素臣见俄军抢先攻城，非常眼红，立即调动日军攻打朝阳门和东直门，并且他亲临前线，指挥日军出动敢死队冲到城门下埋炸药。但甘军在此两城门守护严密，冲上去的人全部被击倒。山口素臣见了，复命日军组织新的敢死队反复冲锋。从清晨打到黄昏，守城甘军因弹药告绝，不得已撤退，日军终于突破了朝阳门。
英军见俄、日两军率先发起攻城，也迫不及待向广渠门发起猛攻。防守广渠门的武卫军和八旗兵见建国门和朝阳门处枪炮声大作，怕被围歼，这时多已溃逃，于是英军顺利爬过城墙，于14日午后首先攻入北京内城。英军入城后，即派一营官兵从水洞爬入东交民巷使馆区，加强使馆的防卫。随后，法国、美国、德国、意大利、奥地利等国的军队相继入侵城中。率领武卫中军防守内城的荣禄见联军已攻破东南几处城门，再也无心守城。城中数万清军见城门已破，顿时作鸟兽散，从西、北两门蜂涌逃出城外，荣禄令督战队开枪也阻止不住。
慈禧太后得报八国联军兵临城下后，心慌意乱。她虽然在准备出逃，但表面上仍装着很镇静。此时她心中最为担心的却是光绪帝和珍妃。联军抵京城郊外的当天早上，她又去静室理佛。这时她总觉得眼前的白衣观音神有些像那梦中的白衣童子，转眼间又好像是喜穿淡白装的珍妃。“一定要除掉这小溅妇，”慈禧太后心里想，“不然洋兵来了，必定要扶皇帝复权。这小溅妇出监后，必定会犯上作乱。她得了势，必定要篡了自己的位置，弄不好自己有性命之娱。”中午，慈禧太后用过膳后，即吩咐护宫太监崔玉贵和颐和轩管事太监王德环传珍妃在颐和轩候驾。
