1856年，英法联军发动第二次鸦片战争，攻陷并占领广州后一路北上，至1858年打到距离京城不远的天津，清政府遂决定议和，并通知英法派出代表从天津登陆入京。英法两国觉得清政府已经被吓住，就率军舰强行从大沽口登陆，遭到驻守大沽口清军的阻击，被阻击后英法舰队狼狈逃出大沽口。随后英国派出代和清政府在通州展开谈判，但是谈判并不成功，英国的不合理要求被清政府拒绝，双方谈判交恶，清政府于是扣押英国谈判团一行39人并押往北京并虐待杀死21人。
得知谈判团成员被扣，并且被虐杀，英法双方大怒，以谈判受阻、解救人质为理由进攻北京。1860年10月，英法联军功进圆明园，并以人质曾被关禁在圆明园为名，对圆明园进行掠夺，被掠夺的文物珍玩不计其数，随后英法联军为报复放火烧掉圆明园，守园大臣文丰投福海自尽，太监宫女后宫妃嫔300余人遭惨杀。大火连烧了三天三夜，称为世界文明史上的令人罕见的暴行。
至于为何英国人非要放火，当时的英军最高长官总帅格兰特给出了确切答案。1860年10月初，英法联军以清军虐杀俘虏为理由，要求清政府赔偿抚恤银50万两，如不许则将放火烧圆明园。此照会送达恭亲王手中。恭亲王立即回复照会，派一名守备投送洋营。不料该守备竟未送到，而且私将回复毁弃，另捏造一洋文收条回营交差。英法联军方面等候三天，英国人此举的目的便是为了给清朝一个教训，让他们知道西方人的可怕，为了出一口恶气便将世界上最珍贵的文化园林化成一片火海。
道光年间，国力日衰，财力不足，道光皇帝宁愿撤万寿、香山、玉泉“三山”的陈设，罢热河避暑与木兰围猎，但仍对圆明三园有所改建。圆明园于1860年遭英法联军焚毁，文物被掠夺的数量粗略统计约有150万件，上至先秦时代的青铜礼器，下至唐、宋、元、明、清历代的名人书画和各种奇珍异宝。1900年八国联军侵占北京，西郊皇家园林再遭劫难。在抗战时期，又遭到不同程度破坏。
1956年北京市园林局开始采取植树保护措施，1976年圆明园遗址随成立专营机构。1988年6月29日，圆明园遗址向社会开放。