1899年冬，山东肥城发生英国圣公会传教士卜克斯被杀案件，在西方各国连续抗议后，毓贤被清廷免职。新任巡抚袁世凯带领北洋新军在山东大力镇压义和团。毓贤离职后到北京觐见慈禧太后，向她提出招安义和团；之后获得调任山西巡抚（他在后来的任期内先后亲自下令诱杀、捕杀了超过150名传教士和他们的家眷，参见中华书局1983年版《中国近代史》）。戊戌政变后完全控制朝廷的慈禧，对西方反对她废黜光绪感到十分不满。
1900年1月，慈禧不顾西方外交人员的抗议，发布维护义和团的诏令。直隶总督裕禄于是由本来剿灭义和团，转变成扶助义和团。除了向团民发放饷银外，裕禄还邀请义和团的首领大师兄到天津开坛聚众。于是山东的拳民涌入直隶。由天津至涿州、保定都有拳民起坛请神、烧教堂、杀洋人、杀清军、并到处毁坏铁路及电线杆等洋物。涿州知府更被三万名拳民占据。慈禧派军机大臣协办大学士刚毅和顺天府尹赵舒翘到涿州调查。结果刚毅回京后，向慈禧报告“拳民忠贞，神术可用”。朝中庄亲王载勋、端郡王载漪、辅国公载澜亦主抚义和团，向洋人开战。
1900年5月28日，英国全权公使窦纳乐（Claude Maxwell MacDonald 有感使馆区有危险，要求泊在大沽附近的17艘外国战船增援。337名外国水手及陆战队员在1900年5月31日登岸，乘火车于当晚抵京，防卫使馆区另外89名德国及奥国陆战队员在1900年6月3日抵京。
1900年6月9日，慈禧调董福祥的武卫后军进城，驻扎在天坛和先农坛附近。董军中不少士兵参加了义和团。
1900年6月10日，端郡王载漪出任总理各国事务衙门大臣。义和团拳民于同时开始大举入京。最多时北京的拳民超过十万。是日起，北京外国使馆对外通讯断绝。
1900年6月11日，日本驻华使馆书记杉山彬被刚调入京的清兵甘军所杀 ，被开腹剖心。驻天津的各国领使组织二千人的联军，由英国的海军司令西摩尔(Edward Seymour)带领，乘火车增援北京十一国公使馆。因为铁路被拳民破坏，西摩尔受阻于天津城外的杨村、廊坊一带，与清兵及义和团展开战斗不利，退回城中，致使第一次试图解除清兵和义和拳民对公使馆的围困失败。该战事被清政府及义和团认为是一次抗击外敌的重大胜利，并被命名为“廊坊大捷”。
1900年6月13日，义和团进入内城，当天烧毁孝顺胡同亚斯立堂、双旗竿（今外交部街西口外）伦敦会、八面槽（王府井）天主教东堂、灯市口公理会、东四五条西口的美国福音堂、交道口二条长老会、鼓楼西鸦儿胡同长老会、西直门内天主教西堂、西四羊肉胡同基督教堂、石驸马桥安立甘会、宣武门内天主教南堂共11所教堂。有3200名天主教徒逃入（有42名法兵占据）天主教北堂，2000多名基督教徒逃入东交民巷的使馆区。拳民在北京放火烧掉教堂和一切与西洋有关的事物。
1900年6月15日，军机处曾一度传旨，令在任两广总督的李鸿章，及山东巡抚袁世凯速入京。
1900年6月16日，前门一带约千家(一说四千家)商铺因老德记西药房大火而被烧成废墟，正阳门楼、北京24家铸银厂也遭烧毁。拳民同时四处破坏教堂攻击教民，庄王府前大院被当成集体大屠杀的刑场。除了屠杀教民外，义和团更滥杀无辜，诬指许多市民(包括许多妇女小童)为白莲教而烧死戮死，如据当时目击者记载：“乡民适趋市集，七十余人悉絷以来；伪饰优伶冠服儿童戏物，指为白莲教；下刑部一夕，未讯供，骈斩西市。有妇人宁家，亦陷其中，杂诛之，儿犹在抱也”；也有被公报私仇而杀者，如扶持义和团的庄亲王载勋、端郡王载漪的好友副都统神机营翼长庆恒一家大小十三口因被寻仇于七月初被全部杀害。而义和团民的不同派别也互相武斗残杀。义和团、京师禁军和甘军也肆意奸杀妇女，不计其数。除了屠杀奸淫外，义和团及清军也掳掠洗劫商户平民，并将赃物公开拍卖。当时的权贵之家也不能幸免，如吏部尚书孙家鼐、大学士徐桐的家都被抢掠，徐桐(时年八十)更被义和团民拖出批斗。 是日慈禧召开御前会议后，一度发出勒令解散拳民的上谕。
1900年6月17日，联军攻占大沽口炮台。慈禧收到此消息的同时，得到虚假情报，以为外国的要求她归政于光绪。慈禧态度作出一百八十度转变，转为支持义和团及向洋人开战。命刚毅、载漪、载勋、载濂、载澜统领义和团，载勋任步军统领九门提督。 1900年6月20日，德国驻华公使克林德（Klemens Freiherr von Ketteler）代表各国前去总理衙门要求保护，途中被清兵伏击（由于克林德曾经枪杀义和团众，此次行为被认为是报复）；酿成战争的导火线。
1900年6月21日，清政府以光绪的名义，向英、美、法、德、意、日、俄、西、比、荷、奥十一国同时宣战。
清廷向各国宣战的同时，也悬赏捕杀洋人，规定“杀一洋人赏五十两；洋妇四十两；洋孩三十两”。义和团及朝廷军队围攻各国在北京的使馆。使馆区内被围人数约3,000人，当中约2000 为寻求保护之华人；400人为外国男性平民，147名妇女及76名小童。另有士兵、水兵及陆战队共409人，武装有3挺机枪及四门小口径火炮。各国在准备以武力解救使馆的同时，各使馆筑起防御工事，由英国公使窦纳乐负责指挥抵抗。
1900年6月25日，清廷当权派载漪、载勋、载濂、载滢四兄弟率义和团六十多人直奔瀛台欲弑光绪，被慈禧太后阻止而未果 。 事件最终演变为国际军事冲突，在事件平息之前，约有45,000名来自日本、美国、奥匈帝国、英国（英军中包括英在威海卫训练的由中国人组成的中国兵团）、法国、德国、意大利及俄国的八国联军以及反抗拳乱的中国军队与义和团拳民对战。1900年7月至8月进军北京的联军指挥官是俄国人General Linevitch 。
1900年7月14日，联军占领了天津；直隶总督裕禄兵败后自杀。
1900年7月28日，主和的大臣许景澄及袁昶被清廷处死。
1900年8月4日，联军向北京进逼，沿途并没有遇到真正有力的抵抗。当时沿途的清兵和义和拳民估计有15万之多，而联军总数开始时仅3万多人（后来有所增加）。时值8月，气候炎热而潮湿，加上沿途浓密的玉米地形成天然屏障，为进军增添了种种困难。
1900年8月11日，清廷处死主和的大臣联元、立山及徐用仪。
1900年8月14日凌晨，联军来到北京城外，经两天的激战，到15日逐步攻占了北京各城门，随即与清军在京城各处展开巷战。
1900年8月16日晚，八国联军已基本占领北京全城。慈禧及皇室在北京陷落之后立即仓皇离开，逃到西安。
八国联军进入紫禁城在美国的历史记载里，称这次军事解除公使馆危机行动为中国解救远征，中国则称之为八国联军侵华战争。
在德皇威廉二世的坚持下，瓦德西(Count Waldersee)于8月7日被任为联军总司令。然而瓦德西及德军在联军攻进北京后两个月才到达中国。他们因为热切执行威廉二世1900年7月2日发布的命令：“你们知道，你们面对一个狡猾的、勇敢的、武备良好的和残忍的敌人。假如你们遇到他，记住：不要同情他，不要接收战俘。你们要勇敢地作战，让中国人在一千年后还不敢窥视德国人。”四处掳掠，而备受批评。威廉二世的这段讲话是对5世纪匈奴入侵欧洲的回忆。后来这段话也在第一次世界大战中被英国人借用来贬损他们的德国敌人。
俄国除了与随联军进攻北京外，更另外从南北两路派二十余万人进占中国东北。北路俄军8月攻占黑龙江省城齐齐哈尔，至9月占领吉林省城吉林；南路8月占据营口，10月占领沈阳，不久之后两军会师，占据了东北全境 。
八国联军兵力 国家 战舰（艘） 海军陆战队（人） 陆军（人） 备注 日本 18 540 20,300 俄国 10 750 12,400 英国 8 2,020 10,000 大部分为印度人，英国殖民地也有派遣军队，澳大利亚派遣海军 法国 5 390 3,130 派遣自印度支那 美国 2 295 3,125 派遣自菲律宾 德国 5 600 300 意大利 2 80 最初由战舰上的水手组成，后派遣自意大利本土 奥匈帝国 1 75 总数 44 4750 49255 在清政府尚未向各国宣战时，两江总督刘坤一、湖广总督张之洞、两广总督李鸿章、铁路大臣盛宣怀、山东巡抚袁世凯、闽浙总督许应骙等即商议如何保存东南各省的稳定，避免列强有借口入侵；同时密议盘算倘若北京失守而两宫不测，当由李鸿章作总统支撑局面。清政府向十一国宣战后，刘坤一、张之洞、李鸿章，和闽浙总督许应、四川总督奎俊、山东巡抚袁世凯，即和外国达成地方上的协议，称东南互保。他们称皇室诏令是义和团胁持下的“矫诏、乱命”，在东南各省违抗支持义和团的命令。
而清朝皇室逃往西安途中，就已命令各地官兵剿灭义和团。1900年9月7日，清廷发布上谕，称“此案初起，义和团实为肇祸之由，今欲拔本塞源，非痛加铲除不可”。中外势力的联合导致了义和团运动的失败。同时，清政府派庆亲王奕劻及李鸿章为全权特使，与各国和谈。 义和团事件中，全国各省，主要是华北的直隶、山西，以及内蒙古和东北，普遍发生针对外国人甚至中国基督徒的大规模集体屠杀事件。以下伤亡情况和死亡数字大都根据教会人士的统计，中国官方未有正式史料证实：
据统计，共有241名外国人（天主教传教士53人，新教传教士及其子女共188人，其中儿童53人）、2万多名中国基督徒（天主教18000人，新教5000人）在1900年夏天的屠杀中死亡。
在山西，全省被杀的中国天主教徒计据说有5700余人，新教徒也有数千人，其中以内地会为最多，其他属于公理会，英国浸礼会等。1900年7月9日，在太原巡抚衙门前，巡抚毓贤杀死天主教方济各会传教士12人（意大利籍艾士杰和富格辣2位主教，3位神父、修士，7名修女），新教传教士及其家属子女34人（属于英国浸礼会和寿阳宣教会，其中儿童11人），共计46人。山西是全国仇杀外侨和平居民最多的省份。
在内蒙古，1900年7月19日，清军马队攻进蒙古西南教区主教座堂所在的二十四顷地，村内大批天主教徒被杀，比利时籍的韩默理主教则被“手足合系，贯以竹竿，”然后“以铁索穿肩骨，囚以笼”，到处游街，1900年7月24日，在托克托城被杀。蒙古东部教区则发生滦平县活埋神甫事件。蒙古中部教区除在西湾子（河北崇礼）主教座堂避难的5000多教友外，绝大部分（3200多人）被杀。
在直隶（河北），由于总督裕禄和臬司廷雍的支持，义和团遍及全省各县，该省大批天主教徒（至今该省仍是中国天主教徒最集中的省份）突然面临死亡的威胁，纷纷在各处天主教徒集聚的村庄筑堡垒顽抗。7月20日，陈泽霖率领的清军攻破景州朱家河村，聚集在该村的3000多天主教徒与两神甫，不分男女老幼，尽戮，是1900年一次性死亡人数最多的屠杀事件。朱家河所在的50575名教徒，死亡了5153人，只有献县张庄耶稣圣心主教座堂幸存。保定附近的东闾村集中了9000名天主教徒在此避难，由于击退了4万名义和团的进攻，战后成为北方著名的圣母朝圣地和中国天主教信徒最集中的一个村落。
在奉天（辽宁）被杀的天主教徒有1400多人，其中有1名主教，10名神甫。
在浙江的衢台二州，也发生了集体屠杀事件。湖南衡州和陕西，也发生主教神甫被杀事件。在山东、河南，教堂被毁者占十之七八。 八国联军侵华期间，德军、俄军、法军有滥杀、强奸、抢劫、纵火等非人道暴行。
在北京，以樊国梁为首的教士们公然发出“布告”下令天主教徒抢劫，规定抢劫不满50银两的，不用上缴；超过50银两的，应归公集中均分。从8月18月开始，教徒连续抢劫了8天。法国媒体曾刊登回国士兵的陈述：“从北堂我们开向皇宫，修士们跟着我们去，...他们怂恿我们屠杀、抢劫，...我们行抢都是替教士干的。我们奉命在城中为所欲为三天，爱杀就杀，爱拿就拿，实际抢了八天。教士们做我们的向导。我们进一家就随便拿东西，我们把店掌柜抓了当仆役，教士们把抢来的东西，让他们背着运到北堂去了...”。
根据美国作家马克·吐温撰文的揭露，仅在河北任丘县一处，美国基督传教士梅子明(William Ament)以‘用人头抵人头’为口号就杀害了中国无辜农民680人。
