幾乎與此同時，法國皇帝，拿破崙三世也下令以“馬神甫事件”無藉口對華用兵，兩國的行為得到美國、俄國的支援，於是決定組成聯軍對華作戰。
1857年春，英國政府任命前加拿大總督額爾金為全權專使，率一支海陸軍前來中國，同時，建議法國政府共同行動，法國接受英國建議，派葛羅為全權專使，率軍參加對中國的戰爭。1857年10月，額爾金和葛羅率艦先後到達香港。11月，美國公使列衛廉、俄國公使普提雅廷也趕到香港與英法公使會晤，支援英法的行動。12月，英法聯軍5000多人編組集結完畢。額爾金、葛羅在27日向兩廣葉名琛發出通牒，限48小時內讓城。
廣州城內，兩廣總督葉名琛面前擺著兩份公文，一份是兩江總督楊一發來的急件，楊一在信件中指出，英法聯軍這次來華，不達到修約的目的是不會罷休的，讓葉名琛儘快做好準備，另一封是英法聯軍發來的最後通牒，要求自己讓城。葉名琛對這兩份檔案都不以為然，楊一的信件他認為是楊一小人得志，對自己這個和他平級的總督指手畫腳，洋人的最後通牒，葉名琛認為是恐嚇，去年洋人就說要動武，一年都過去了，還不是好好的，所以葉名琛也沒放在心上，他認為只要隨便給洋人點好處，洋人自然就不再鬧騰。
12月28號，毫無準備的廣州城遭到英法聯軍的炮擊，緊接著聯軍登陸廣州，聯軍基本沒有遇到象樣的抵抗就佔領廣州，29日，廣州失陷，葉名琛被聯軍俘虜，後被押往印度加爾各達，1859年病死於囚所。
楊一對英法聯軍這次的來意是清楚的很，來自未來的他對這段歷史是深惡痛絕的，一方面楊一急報廣州，讓葉名琛讓他早做準備，一方面命令聶世成火速帥五萬大軍，以追剿捻軍殘部的名義，開往河北滄州，楊一自己也收拾行裝以勞軍的名義趕到濟南。說實話，楊一對葉名琛一點都不放心。同時楊一還上表咸豐皇帝，提出要朝廷加強大沽口炮臺防禦的建議，並提醒咸豐，西洋鬼子都是一路貨色，都覬覦我中華的財富和土地，對他們都不能信任。
結果楊一的奏章被和春說成危言聳聽，意圖破壞我中華與西洋各國邦交，而楊一到濟南的行為，被景泰怡良說成是居心不良，勝保也不陰不陽的奏本，說楊一沒有同過朝廷批准，私到濟南，是撈過界的行為。結果楊一的奏章，咸豐根本就沒有采納，而且對楊一更增加了一份戒心。並下聖旨讓楊一儘快回到自己的轄區。
英、法聯軍佔領廣州後，四國公使糾結北上。1858年4月，四國公使在白河口外會齊，24日即分別照會清政府，要求派全權大臣在北京或天津舉行談判。英、法公使限定6天內答覆其要求，否則將採取軍事行動。美、俄公使佯裝調解，勸清政府趕快談判。清政府不能正確判斷英、法下一步的行動，又指望美、俄調停，既不作認真的戰爭準備，又沒同侵略軍作戰的決心。
1858年5月20日上午8時，額爾金、葛羅在聯軍進攻準備完成之後向清政府發出最後通牒，要求讓四國公使前往天律，並限令清軍在2小時內交出大沽炮臺。上午10時，聯軍轟擊南北兩岸炮臺，各臺守兵奮起還擊，打死敵軍100餘人。但由於大沽口守將臨陣逃跑，後路清軍沒有及時增援，致使炮臺守軍孤軍奮戰，最後各炮臺全部失守。而此時，駐紮在滄州的聶世成部，在楊一的急令下，火速增援天津。