登陸，經天津去北京換約，隨員不得超過二十人，並不得攜帶武器。英、法公使斷然拒絕清政府的安排，堅持以艦隊經大沽口溯白河進京。
大沽一帶防務，自1858年英、法艦隊撤走後，清政府即命科爾沁親王僧格林沁負責。6月25日，英海軍司令賀布親率12艘軍艦從攔江沙開往海口，下午3時賀佈下令英法聯軍進攻大沽炮臺。清軍在僧格林沁的指揮下，英勇抵抗，發炮反擊，戰鬥異常激烈。直隸提督史榮椿、大沽協副將龍汝元身先士卒，先後陣亡。由於清軍火力充分，戰術得當，擊沉擊傷敵艦10艘，斃傷敵軍近500人，重傷英艦隊司令何伯，英法聯軍慘遭失敗，這也是鴉片戰爭以來，清軍唯一次的勝利。
同年8月，美國公使華若翰偽裝友好，由北塘進京，返回北塘時與直隸總督恆福互換《天津條約》批准書。
在此之前，俄國代表已在北京換約。
英法聯軍進攻大沽慘敗的訊息傳到歐洲，英、法統治階級內部一片戰爭喧囂，叫嚷要對中國“實行大規模的報復”，“佔領京城”。
1860年2月，英、法帝國主義當局分別再度任命額爾金和葛羅為全權代表，率領英軍一萬五千餘人，法軍約七千人，擴大侵略中華的戰爭。
4月，英法聯軍佔領舟山。5、6月，英侵略軍佔大連灣，法侵略軍佔煙臺，封鎖渤海灣，並以此作為進攻大沽口的前進基地。
俄國公使伊格納季耶夫和美國公使華若翰也於7月趕到渤海灣，再次以“調停人”為名，配合英、法侵華戰爭。
清政府在大沽戰役獲勝後，幻想就此與英、法帝國主義罷兵言和。
當英、法軍艦逼臨大沽海口時，咸豐帝還諭示僧格林沁、恆福不可“仍存先戰後和”之意，以免“兵連禍結，迄無了期”，“總須以撫局為要”，並派恆福與英、法使者談判。前敵統帥僧格林沁則以為敵軍不善陸戰，因而專守大沽，盡棄北塘防務，給敵以可乘之機。伊格納季耶夫為英、法提供了北塘未設防的情報。
1860年8月1日，英法聯軍18000人，由北塘登陸，進佔天津。英法聯軍在北塘登陸，沒有遇到任何抵抗。14日，攻陷塘沽，水陸協同進攻大沽北岸炮臺。守臺清軍在直隸提督樂善指揮下，英勇抗擊。但清政府本無抗戰決心，咸豐帝命令僧格林沁離營撤退。清軍遂逃離大沽，經天津退至通州（今北京通縣）。
1860年8月21日，大沽失陷。侵略軍長驅直入，24日佔領天津。清政府急派桂良等到天津議和。英、法提出，除須全部接受《天津條約》外，還要增開天津為通商口岸，增加賠款以及各帶兵千人進京換約。清政府予以拒絕，談判破裂。侵略軍從天津向北京進犯。
清政府再派怡親王載垣、兵部尚書穆蔭取代桂良，到通州南張家灣議和。由於雙方爭執不下，談判再次破裂，並擄去英國派往負責洽談停火之談判代表巴夏禮和士兵等39人。
1860年9月18日，英法侵略軍攻陷通州。21日，清軍與英法聯軍在八里橋展開激戰，統帥僧格林沁等率先逃走，清軍全軍覆沒。
9月22日咸豐帝等則以北狩為名攜皇后、懿貴妃等離京逃往熱河避暑山莊。
10月13日聯軍從安定門攻入北京。聯軍發現清軍將英法使節團多人虐待至死，遂決定報復中國之野蠻行為，及教訓中國皇室以後不得蔑視英國及法國。
10月18日，英法聯軍佔領北京，搶劫焚燬圓明園。英法聯軍在北京城郊搶掠燒殺近50天，京郊皇家園林如圓明園、清漪園、靜明園（玉泉山）、靜宜園（香山）、暢春園等均被付之一炬。
清廷派奕為全權大臣議和，簽訂中英、中法《北京條約》。聯軍洗劫和燒燬了圓明園和靜宜園。圓明園大火持續了三天三夜，300多名太監和宮女葬身火海。法國作家維克多雨果曾對此給予強烈譴責，稱之為“兩個強盜的勝利”。10月24日、25日，英法聯軍以焚燬紫禁城作為威脅，迫使恭親王奕分別與額爾金、葛羅交換了《天津條約》批准書，並訂立不平等的《中英北京條約》、《中法北京條約》，作為《天津條約》的補充。
鴉片戰爭後，清政府忙於對付外來殖民者和鎮壓太平天國革命，造成了北方邊疆防備空虛。
俄國乘虛而入，加緊蠶食和非法佔領黑龍江流域和巴爾喀什湖以南的許多戰略要地，而且，一直在尋找機會，想用條約的形式把所佔領的中國領土固定下來。1856年，英法聯軍進攻廣州，派普提雅廷為公使，與清政府談判