英、法侵略军将他们在张家湾一战中曾经使用过的战术又搬演了一遍，依旧是用炮火对准了清军的马队猛轰，清军的马队大量伤亡，在轰隆不绝的炮火声中和哀惨的人喊马嘶中被迫撤退。清军步队的隐蔽战术也同样在猛烈而密集的炮火的轰炸下宣告失败，在这铺天盖地而来的炮火下，本想隐蔽在暗处等待机会用鸟枪、抬枪、弓箭以及其他冷兵器歼灭敌军的步队被大量地炸死炸伤，终于在隐无可隐、蔽无可蔽的情况下冒着连天的炮火冲了出来，在自己和同伴那横飞的血肉中，用自己手中那简陋的武器与装备着当时世界上最先进的武器的英、法侵略军展开了激战。这场激战维持了有快两个时辰，也就是僧格林沁随身所带的那只金打簧表上所显示的近四个小时。清军的伤亡越来越惨重，英、法侵略军在炮火的掩护下，从四面八方向清军包抄过来。本来在清军的右翼阵地找到了一处相对来说最安全的地方将自己尽量隐蔽起来的胜保被一块突然飞过来的炮弹碎片击中，从他那匹鞍饰华丽、膘肥体壮却因为受惊吓而尥起了蹶子的战马上掉了下来。跟随在胜保左右的亲军卫队连忙上前扶起胜保，往阵地外没命地溃退。清军右翼的阵地在没有任何命令的情况下，只凭着将官和士兵们盲目逃生的本能，而在一片狼藉之中留给了冲上来的英、法侵略军。不止是右翼阵地，几乎就在胜保带兵溃退的同时，瑞麟也指挥着自己部下的清军不择方向地混冲一气，只求快些离开不断有清军的将官和士兵炸伤了胳膊、炸断了腿、炸流了肠子、炸开了脑浆的左翼阵地。僧格林沁也坚持不住了，亲自喝骂着自己麾下的步队放弃了本来就快守不住了的居中的阵地。
从战场上溃散下来的清军在奔逃了一阵之后，绝大多数都决定往北京城所在的方向撤。在往北京城去的沿路之上，到处都是披伤挂血的清军将官和士兵，僧格林沁凭着多年以来的战场经验，已经在心中估算出原来在通州张家湾、八里桥一带布防的近三万名清军，在这两仗之后，足足伤亡了上万人。
北京城中一下子拥进来这么多溃兵，到处都显得嘈杂而混乱，连紫禁城内也隐隐地能听到这少有的喧嚣的市井之声，咸丰皇帝听说了清军在八里桥的败局之后，来不及想别的，只是急急忙忙地将肃顺叫了进来，命令立刻准备出行。肃顺此时也是又急又惊，满脸涨成了酱紫色，说实在没想到僧王和瑞麟他们在通州败得这么快，但是事情虽然危急，也不能仓促之间就立刻启驾去热河，总得将留守北京的事向诸王大臣交代一下才行。咸丰皇帝听了肃顺的话之后，略微镇静了一些，命令肃顺立刻去办车驾事宜，明天一清早就出发，然后他命令太监将恭亲王奕訢、文华殿大学士桂良、克勤郡王庆惠、豫亲王义道、京城团防大臣贾桢、体仁阁大学士周祖培、工部侍郎署步军统领文祥、总管内务府大臣宝鋆等人叫到养心殿吩咐留守事宜。
