清廷的腐败、屈辱使中华民族陷入严重的危机之中，也使帝国主义列强意识到瓜分中国的时机已经成熟，八国联军侵华战争爆发在即。以义和团为主的中国人民反抗帝国主义的斗争也一浪高过一浪。1898年1月，德国军队侵占胶州湾，当地群众就曾持菜刀、长矛冲入德军营房，杀伤不少侵略军。7月英军强占威海卫后，朱红灯领导的义和团和刘士瑞领导的大刀会以及红拳会等武装都与英国侵略军进行过顽强的斗争。但是，1899年12月调任山东巡抚的袁世凯却对义和团、大刀会大加伐挞，残酷地屠杀了许多当地的群众武装首领。
1900年春天，义和团中传言在北京温泉山煤洞中发掘出了一方石碑，碑文为明朝预言家刘伯温所撰：“庚子之春，日照重阴，君非桀纣，奈佐非人。最恨和约，一误至今。割地赔款，害国殃民。上行下效兮，民冤不伸。中原忍绝兮，羽翼洋人。趋炎附势兮，肆虐同群。逢天曹怒兮，假手良民。红灯夜照兮，民不迷津。义和明教兮，不约同心。金鼠漂洋孽，时逢本命辰。待到重九日，剪草又除根。”显然，这子虚乌有之事是民众所为，但它真实地反映了当时民众反抗清廷的腐朽统治和帝国主义侵华暴行的共同心态，预示着清廷的反动统治和帝国主义的肆虐气数已尽，到九九重阳节就把它们连根铲除了。
以义和团为主的中国人民的反抗斗争，危及帝国主义的侵华利益。此时，遍布京津和直隶的义和团声势浩大无比，他们挑铁路，砍电线，驱逐传教士，掀起了如火如荼的“灭洋”运动。至1900年6月北京已有义和团坛口1000多个，达十几万人。年初，英国公使伙同德、法、意四国联名向清政府总理衙门发信，威胁清政府必须镇压义和团。这时清廷内部对义和团态度不一，出现了主剿和主抚两派，总理衙门大臣荣禄、奕劻和洋务派首领李鸿章等主剿，以维护洋人利益，而端郡王载漪和吏部尚书刚毅等则主抚，以利用义和团达到维护顽固势力统治的目的。
3月底，美、英、德、意四国的军舰开到大沽口进行示威，4月英、法、俄等国的军舰又在大沽口进行第二次示威。5月30日驻北京各国公使举行集会，选出英、法、俄、美四国公使组团照会清政府，提出派兵保护使馆的要求。当天在各国公使的压力下，清廷总理衙门答应“各国公使调兵来京保护使馆，但调来的人数必须以一八九八年的数目为限，同时一到和平恢复，外军就必须撤退。”同时电告直隶总督裕禄：“洋兵护馆，准由火车运送，但人数不得过多，致碍邦交。”
5月31日下午，各国海军纷纷登陆，加上各国在天津的军队，由天津乘专车向北京进发。据当时铁路局检查各国军队上车时的具体数目为：“英兵官三员，兵七十二名；美兵官七员，兵五十六名；意兵官三员，兵三十九名；日本兵官二员，兵二十四名；法国兵官三员，兵七十二名；俄国兵官四员，兵七十一名；共计各国兵官二十二员，兵三百三十四名。”6月2日，德军50名，奥地利军30名也随即开赴北京。这是八国联军侵华共同向中国派兵的初始，但此时八国联军尚未正式组成，不过是驻京各国公使共同发起的调拨各国在津、沽水兵的临时行动。与此同时，帝国主义列强开始陆续由本国调动大批舰船和士兵开赴中国海域，做好大规模战争的准备。至6月2日在大沽口外的各国舰船已达24艘，其中沙俄9艘，英、德、日各3艘，美、法、意各2艘，八国联军侵华战争爆发在即。
联军攻占大沽口
1900年6月4日在法国公使的抗议下，各国公使共同议定：各国公使立即通电本国，要求下令给各国海军统帅，立刻采取应急军事措施。尔后几日内，大沽口各国军队又陆续登陆。6月9日英国驻京公使窦纳乐给驻大沽口的海军司令西摩尔发电，让他立即派遣军队增援先期到达北京的先头部队。西摩尔当天由大沽口乘船沿海河抵达天津，并立即召集各国驻津领事和海军司令策划入侵北京。此时在天津租界地的各国军队，计英兵915人，德兵415人，俄兵315人，法兵158人，美兵112人，日兵52人，意兵49人，奥兵29人，共计2064人。共推英海军司令西摩尔为统帅，美国麦卡加拉上校为副统帅，这便是八国联军的最初组成。尔后，联军各国统领曾多次召集会议和组织联合行动，但此时的联军尚不是由各国政府建立起来的统一指挥的联合部队。直到9月27日，德国陆军统帅瓦德西被任命为联军司令时，八国联军才算正式组成。
6月10日清晨，八国联军2300多人在西摩尔的率领下，乘火车由天津向北京进发。这一行动激起了津、京义和团乃至部分驻守清军的怒火，他们在京津铁路沿途扒铁轨，搬枕木，奋力阻止联军北上，在北京的清军董福祥的甘军也控制了北京火车站，准备阻击联军。由于京津铁路部分被毁，西摩尔乘坐的第一列火车只得边修路边前进，至6月12日才抵达廊坊，到廊坊后立即遭到义和团的攻击。义和团战士头扎红巾，手持大刀、长矛，奋不顾身地向用洋枪洋炮武装起来的联军杀去，联军只得龟缩在火车站内。这时联军的后续部队赶到，用大炮轰击义和团，无所畏惧的义和团战士有80多人倒在血泊中，但他们前仆后继，越战越勇，周围的村民也赶来支援，把联军死死围在火车站内。
6月16日西摩尔率部分联军，在炮火的掩护下修复铁路，乘火车逃出廊坊，退至杨村。6月18日董福样率甘军从北京来援，义和团和甘军共5000余人与困守廊坊的联军展开激战。联军虽然只有1000余人，但所用是杀伤力极强的洋枪洋炮，而义和团战士手中的不过是大刀、长矛。义和团和甘军几乎是用血肉之躯与联军拼搏，虽杀死联军6人，杀伤48人，但也有四五百战士捐躯。当晚，该部联军退至落垡，19日退至杨村与西摩尔军会合，义和团与甘军又包围了杨村。20日联军丢弃火车，突围至北运河，抢夺民船运送辎重和伤员，部队则沿北运河逃往天津。21日天津守军聂士成宰步兵、马兵沿北运河与义和团共同狙击联军，使联军受到重创，22日联军狼狈逃至北仓。
但在少数教民的指引下，联军乘虚攻下天津西沽武库。西沽武库为天津军储重地，联军占领武库使其得到军火补给得以据守，义和团与清军包围了武库，两军成僵持状态。6月25日俄国希林斯基上校率2000名俄军增援西沽武库联军，6月26日联军烧毁武库，逃回天津老龙头火车站与租界地联军会合。此次西摩尔率联军北上一战宣告失败。据《八国联军志》记载，此役联军死62人，伤312人，义和团和爱国清军则付出了更大的代价，但其意义重大，它显示了中国人民不畏强暴的反抗精神，鼓舞了中国人民的反侵略斗志。连西摩尔也不得不承认：“如果义和团所用的武器是近代枪炮的话，那么我率领的联军必定会全军覆没。”
当西摩尔率联军北上受挫时，驻守在大沽口的各国舰队感到形势不妙，于是也紧急行动起来以牵制义和团与爱国清军。大沽口是京津和直隶的门户，战略地位十分重要。此时的大沽口炮台由三座土垒构成，南岸设炮台五座，北岸设炮台两座，背后设炮台一座，共有清军步队、炮队二三千人驻守，除旧式武器而外，又增添了外国所产新式大口径火炮，大沽口海面还有新从国外购进的3000吨位的“海容”号巡洋舰和“海华”、“海龙”、“海犀”、“海青”四艘鱼雷艇。镇守炮台的清军将领是天津镇总兵罗荣光。罗荣光这时刚被提升为新疆喀什噶尔提督，未及赴任，便被派往天津守大沽口。
清廷迫于压力，6月13日令直隶总督裕禄将守护津芦铁路的聂士成军调回天津驻扎，16日在天津军粮城布置防守。此时罗荣光也在大沽口海域安置水雷，聂、罗二军都准备与敌决一死战，清廷虽然下令清军做了些军事准备，但从总体上看，并没有打一场大战的精神准备，所以往往举棋不定，行动迟缓。清军在大沽口作好陆、海军准备之时，八国联军在大沽口已集结30多艘军舰、几十只运兵船和救护艇等，船载各国侵略军数千人，两军对垒，战争一触即发。6月15日联军在俄国舰艇上召开了各国海军将领会议，密谋进攻大沽口的战略部署。会后，俄军200多人偷袭了炮台后方的重要据点军粮城，日军300多人登陆占领了临近大沽口的塘沽车站。
16日联军召集第二次会议，进一步部署进攻大沽口方案，当日又派900多名联军迂回登陆，潜伏在炮台后侧，海面上的30多艘军舰也部署完毕。一切就绪之后，当日夜里10点联军向罗荣光发出最后通牒，要求守军于6月17日凌晨交出大沽口炮台，以供联军代剿义和团之用，如届时不交出炮台，即开火轰击。最后通牒由俄国中尉巴赫麦季耶夫和英国领海员约翰森交给罗荣光，罗荣光当即严词拒绝，传令各炮台，马上做好战斗准备。显然，联军这个最后通牒不过是走走形式而已，但就连这一形式联军也没有遵守，当夜11点，各国停泊在大沽口近海的十多艘军舰一齐向炮台开炮，用电灯照射炮台瞄准轰击，迂回至炮台后侧的联军听到炮声也立即向炮台开火，于是大沽口海战爆发。
联军炮声一响，罗荣光立即命令南岸各炮台清军瞄准电灯亮处开炮还击，双方炮火如电闪雷鸣，照彻夜空。不多时守军便将一敌舰电灯击毁，敌舰体受创转轮逃避。同时，守军副将韩照琦也在另一炮台率守军猛烈还击敌舰。在此战中，英军的“亚尔舍林”号，俄军的“海龙”号、“朝鲜人”号、“基立亚克”号战舰均被击伤。罗荣光在下达还击命令的同时，派专差向北洋海军统领叶祖珪请求下令给各海军军官协同作战，以夹击来犯之敌。但叶祖珪由于未接到清廷作战命令，而未能协同作战，致使大沽口炮台罗荣光一部孤军奋战，腹背受敌。
17日清晨5时北炮台终于失守，而后联军又集中火力攻击南炮台，这时一发炮弹击中炮台后面的弹药库，刹那间火光冲天，清军牺牲众多，同时也失去了弹药补给，至6时30分南炮台失守。
在16日夜至17日晨这7个多小时的战斗中，据统计，登陆联军被打死136名，军舰上的联军被打死打伤119名，占进攻联军的近三分之一，击伤敌舰6艘，重创其中4艘。而清军损失则更为惨重，死伤官兵1000多人，正副统9巾罗荣光和韩照琦以及不少军官均不同程度负伤；不仅炮台失守，而且“海容”号巡洋舰和四艘鱼雷艇被俘。
此次海战失利的原因是多方面的：一、联军作了充分的战斗准备，进攻力量凶猛，炮舰和武器都比较先进。二、清军大沽口军事设施和武器装备仍较落后，而且缺少外援，致使陷入孤军作战。三、清廷无进行整体作战的准备，防御松弛，致使敌舰得以开入海口并登陆至炮台后侧，为夹击炮台提供了条件。四、夜间作战，敌舰以探照灯照射炮台，而清军则难以看清敌舰，极为不利。五、弹药库缺乏掩蔽和保护措施，致使弹药库中弹起火，丧失战斗力。
天津保卫战
联军攻占大沽口后，大肆进行烧杀抢掠，他们把无辜平民驱赶到一起，用火炮、排枪轰击，烧毁居民住宅，大沽口一带一片废墟。大沽口失守后，罗荣光带伤退至天津，当看到镇守无望，在天津陷落之前，他悲愤地服毒殉国。
登陆联军的第二个目标便是集中兵力进攻天津。天津距大沽口100多里，战略地位更为重要，占据天津即可保住大沽口，而且由此可以直接威胁清政府首府北京。
当时登陆联军的总兵力为，德国军官44人，士兵1300人；英国军官184人，士兵1700人；日本军官119人，士兵3709人；俄国军官117人，士兵5817人；法国军官17人，士兵387人；美国军官20人，士兵329人；意大利军官7人，士兵113人；奥地利军官12人，士兵127人。总计军官520人，士兵13500人。携带野战炮53门，机关枪36挺。另外，除登陆联军，在天津租界地已有2400多名各国军队盘踞。此时天津守军聂士成的武卫前军有7000人左右，另有直隶练军四营，义和团有团众3万人，森严壁垒，天津一战迫在眉睫。
在如此危急关头，总理各国事务衙门大臣载漪向慈禧密奏各国公使照会四条：一、指明一地令中国皇帝居住。二、代收各省钱粮。三、代掌天下兵权。四、勒令皇太后归政。其他三条姑且不论，第四条让慈禧交出大权，这无异于要慈禧的命。慈禧立即震怒，狂呼“是可忍，孰不可忍！”6月16日至19日，慈禧召集王公大臣，六部九卿，连续召开四次御前会议，商讨对策。其间主战派与主和派进行了唇枪舌剑的辩论。载漪、载勋、刚毅、载澜等主战，用义和团抗击联军，以维护慈禧岌岌可危的封建统治；光绪帝则主和，由于大权旁落，他幻想着通过八军联军削弱慈禧的势力，依靠八国联军重掌政权。众大臣中徐用仪、袁昶、王文昭、许景澄等人也主和，他们怯弱地说：“一国如何敌得过八国？”但光绪帝等人如何左右了时局？16日慈禧命载勋、刚毅为义和团总统大臣，载澜、英年辅佐。
