5月21日，杨福同率军前来镇压，义和团奋起抗击。但初战不利，被捕二人。经各地义和团首领聚议，决定再次实行伏击战。于是，义和团部署两三千人，在石亭镇附近的两狼沟设下埋伏圈，准备诱敌深入，进行伏击。
第二天，杨福同率清兵马队30人、步兵40人再次到石亭镇挑衅。义和团列队挑战，与官军交锋不久，就且战且退，把清军诱引到两狼沟伏击圈内，事先埋伏好的义和团众突然从四面跃起，持械猛扑，将清军紧紧包围。杨福同见势大惊，急忙下令开枪扫射，纵骑突围。但清兵马队在山沟内无法驰骋，义和团冒死冲锋，冲进清军队伍中，双方展开贴身肉搏战。清军人少势孤，被义和团打得人仰马翻，溃不成军。杨福同被刺得“体无完肤”，最后伤重坠马，被一团民纵身上前，持枪刺中咽喉，当场毙命。其随从二人，也被一并击毙。此役，义和团以优势兵力，采取伏击战术，以己之长，攻敌之短，一举歼灭清军杨福同部马、步兵70余人，给野蛮镇压义和团的清军以极大威慑。
涞水大捷后，义和团又将进军目标指向涿州城。涿州位于北京城西南140里，距涞水县约35里，是畿南咽喉要地，也是京城通往保定及南方的必经之地。1900年初，涿州就有义和团活动，荣起、慈二庆等人在城内设坛，建立了义和团组织。5月，涿州附近义和团得知高洛村和石亭镇团众起事消息后大受鼓舞，纷纷响应。5月25日，涿州、房山等地义和团数千人在密熹和尚率领下“亮队操演”，积极准备向涿州城大规模进军。27日，各地义和团万余人齐集涿州城下，声称“涿州兵备空虚，洋兵将来，愿为代守”，一举占据该城，在城门竖起了“兴清灭洋”的旗帜，把守城门，缉拿清军，控制了整个城池。
此后，附近义和团民相继涌来，总数达两三万人，成为畿南地区反帝运动的重要力量，并为义和团进入北京创造了有利条件。
义和团在天津
义和团传人天津约在1899年春，那时义和团尚称义和拳。先是靠近运河的天津西北的部分村庄从山东和冀中陆续来了一些拳师，设场授拳。当时天津人纷传“天下要变了”。到1899年秋天，授拳练拳者日多，人问其为何授拳练拳，皆日杀洋人灭洋教，还点燃着洋装的稻草人，以示火烧洋鬼子。
1899年底，袁世凯对山东义和团实行严厉镇压政策，山东义和团为避袁世凯之锋，陆续向直隶、天津流动。到1900年初，天津义和团势力逐渐兴盛。城外许多地方都建立了义和团坛口，其中较著名的有：王荫荣在西郊张家窝建立的“坎”字团总坛，刘呈祥在西郊高家庄设立的“乾”字团总坛，韩以礼在西郊大南河村建立的“乾”字团总坛，杨老师在杨柳青附近于庄子建立的“坎”字团坛口，滕德生在于庄子建立的“离”字团总坛，以及王老师、潘老师在北仓到丁字沽一带设立的13个坛口等。
到1900年2月，义和团已流入天津县城，每日有人在南门外宽阔地方授拳练拳，教拳者都是外地口音。不久，山东及直隶义和团流入天津者一日多于一日，且不断在设坛设厂，散发揭帖，天津民众从者甚众。到1900年3月，义和团已蔓延直隶，拳厂坛口，遍地皆是，且不断焚教堂，杀教士教民。随着直隶义和团的兴盛，天津义和团也飞速发展起来。3月下旬，天津久旱无雨，瘟疫流行，人心浮动。义和团趁机声称旱灾起因于洋人，扫平洋人自然下雨消灾。人多信之。与此同时，山东、直隶义和团不断向天津流动，一日或数股或数十股，络绎不绝。天津民众习拳练武也渐多。团民黄裹腿，红包头，粗布兜肚，到处设坛聚众，拍胸顿脚，高呼“神灵保佑”、“刀枪不入”。天津民众热血沸腾，上至老，下至幼，争购刀矛剑戟，争练拳脚刀枪。到1900年4、5月间，天津义和团势力盛极。连年轻妇女也多有练习红灯照者，兄长管不了，父母不能禁。刀枪剑戟，顿时告尽，冶铁匠夫日夜赶制，仍然供不应求。当时天津“处处设坛，家家铸刃。呼呼之气，丁丁之声，日夜相续”。义和团民沿街行走吆喝，此呼彼应。县令贴出告示，禁止冶铁铸刃，禁止设坛铺团。义和团和一般民众聚集县衙，喧嚷震天，舞刀挥刃。县令无奈，只得弛禁。于是，街巷冶铸之炉一个连着一个，不可胜计。此时天津，官不论大小，民不分男妇，大概信义和团者十之七八，不信者十之二三。天津义和团如此之盛，人人兴奋万分，彼此“喜相告曰：扫平洋人，在此一举，今而后，海内肃清，升平有日矣”。
天津义和团势力极盛，且大造“灭洋”舆论，言“先练义和团，后练红灯照，杀了洋鬼子，再灭天主教”。号召焚毁教堂，杀逐教士教民，捣毁洋货店等，但总是纷纷嚷嚷，舞刀弄枪，并无多少杀教士焚毁教堂的具体行动。但这浩大的声势也吓得天津洋人日夜胆战心惊，租界戒严，教堂乞援，纷纷构筑工事，准备负隅顽抗。
5月底6月初，各国水兵纷纷入援天津和北京使馆，且不断向义和团挑衅。6月4日，各国公使再次电告本国政府，要求派兵来华。6月9日，各国公使再次致电天津各国提督，要求派兵入京。当日，各国提督召开联席会议，决定入援北京公使馆。
6月10日，英国中将西摩尔率英、德、俄、法、美、日、意、奥等八国联军2000多人白天津向北京进军。与此同时，天津大沽口外各国联军也蠢蠢欲动，准备攻占天津。天津和直隶附近义和团为保天津，有的拆铁路毁车站，阻挡西摩尔联军进军北京；有的人援天津，准备与各国联军作战。
6月8日，安次县义和团首领杨寿臣率领几百名团民进入天津城，在三义庙建立总坛。随后，附近县乡义和团纷纷入津。静海等地“乾”字团数千人在首领曹福田率领下，于天津吕祖堂设立总坛；王成德率领文安、霸县、雄县等地数百名“乾”字团众在天津大佛寺建立总坛；张德成率众7000多人在天津小宜门设立总坛。
在这些外地进入天津的义和团中，以曹福田和张德成率领的两支最为强大。曹福田，直隶静海（今属天津市）人，游勇出身，光绪二十六年在静海、盐山、庆云一带设坛建团，被推为团首。他以太平天国首领杨秀清自居，曾表示：“吾将洋人杀尽，即杀赃官、贪吏。”张德成，直隶新城人，自幼在白沟镇操船为业，1900年在家乡组织义和团，先后建立了北坛、中坛、南坛3个大坛口，后又到杨柳青等地设立坛口10余处，统称“义和神团天下第一坛”，统辖团众达2万余人。曹福田、张德成等外地义和团进入天津后，逐渐成为反洋教斗争和抵抗帝国主义侵略的主要力量。
在北方各地的义和团队伍中，天津的红灯照是比较集中的妇女义和团组织。红灯照最著名的首领是林黑儿。林黑儿是船户李有的儿媳。她自幼随父流浪江湖，演出杂技，习练拳棒。后李有因触犯洋人被捕入狱，林黑儿遂毅然投身义和团，从杨柳青进入天津，招集青年妇女结成红灯照，自称“黄莲圣母”，远近闻名。
由于各地义和团蜂拥入津，天津义和团势力猛增。至6月下旬，天津城乡义和团计有坛口300多个，团民约4万人。
与其他地区相比，天津义和团组织较为严密，战斗力强。但在6月之前，天津义和团很少有毁教堂杀教民的举动。6月10日，西摩尔联军进军北京，中国与各帝国主义国家已走向战争的边缘。直至此时，天津义和团才开始了焚毁教堂杀教士教民的行动。6月14日，杨寿臣带领义和团接连焚烧了天津租界外的全部教堂8处；塘沽、汉沽的广大乡民也竞相焚毁农村教堂。6月15日，天津义和团大举出动，天津教堂全毁。6月16日，天津大沽口外各国海军提督联合致电守卫大沽口的天津总兵罗荣光，无理要求罗于明日2时前交出大沽炮台。同日，天津义和团一举砸毁天津府、县衙门、监狱、天津海关道衙门和电报局，并强迫直隶总督裕禄打开武器库，将枪支弹药搬运一空。
6月17日，各国联军攻占大沽炮台。自此，天津各支义和团和清军联合开始了围攻紫竹林租界、老龙头火车站和保卫天津城的战斗。6月21日，清廷下谕招抚并嘉奖义和团，天津义和团势力更加壮大，成为抗击八国联军侵略的重要力量。
7月13日晨3时，八国联军一万多人，分两路总攻天津城。经激烈战斗，义和团和清军损失惨重，八国联军也付出很大代价，到14日下午，天津城沦陷，义和团被打散。部分义和团转移到外地继续战斗。
义和团在北京
1899年12月6日清廷撤毓贤山东巡抚职，令袁世凯署山东巡抚。袁世凯到任后，对义和团实行严厉的镇压政策，同时扩充军队，编练乡团，清查保甲，分化瓦解义和团。在袁世凯的严剿下，山东义和团伤亡较重。为避袁世凯之锋，山东义和团逐渐向直隶地区流动。
到1900年3月间，山东义和团已大部流入直隶地区。在山东义和团的推动下，直隶地区，特别是天津地区的民众也纷起设坛练拳。这样，义和团活动的中心逐渐转入直隶，渐至天津。在天津义和团迅速发展的同时，北京也于4月间出现了义和团。汹涌澎湃的义和团运动开始向封建统治的都城发展。
早在1895年，就有山东义和团、金钟罩、红灯照入京教习拳脚，但都不是义和团装束。1897年，北京城南曾发现义和拳埋下的碑文。1899年，京城内以青少年为主练习神拳的活动开始流行，并逐渐扩展到广大市民、清军士兵甚至王公贵族。1900年春，习拳练武在京城已相当普遍，景山后墙外空地是当时群众练武最集中最活跃的地方。有些外地拳师在“授艺”的同时，悄悄地传播反洋灭教思想。活动在邻近州县的义和团，有时也便装“潜来京师，凡遇教堂，则遍粘招贴，谓三月杪，当与教堂为难”。但直至此时，北京仍没有义和团装束之人。
1900年4月，在东单牌楼西裱褙胡同于谦祠堂内出现了义和团第一个坛口。同时，在北京西郊温泉山煤洞中掘出一个义和团预先埋好的《刘伯温预言碑》。4月29日，义和团又以玉皇大帝当场现身说法的方式，发布“万众一心精练义和拳术，协力同心共灭洋鬼子”的反教揭帖。在4月，义和团还在北京西郊宛平县马兰村发布坎字团的“晓谕”揭帖，自称要“扶清灭洋，替天行道”。
4月底5月初，北京邻近州县义和团公开地成群结队大批入京，北京城内居民入团设坛者也逐渐增多。他们“聚众为之”，“千百成群，择地操演”，大肆“铺团”（设立新的坛口）。义和团大多宣扬“助清灭洋，专与洋人教堂为难”。5月13日，义和团发出到北京南郊集合讯号，千百团民络绎而去。5月23日，宣武门南下洼义和团执“扶清灭洋”大旗设坛“铺团”，民众入团者甚众。5月27日，义和团毁近畿长辛店铁路。28日又毁丰台铁路。同日，宣武门外义和团“供立神牌，演习符咒”。清军中不少爱国士兵也积极参加，董福祥部甘军练拳者500多人，虎神营、神机营士兵练拳的更多。
到5月底6月初，北京义和团已遍及城内外，城内义和团尚未大动干戈，只是以张贴揭帖等方式揭露帝国主义及洋教势力“毁谤神圣，上欺中华君臣，下压中华黎民”的恶行，号召市民精练义和拳术，“同心协力，共灭洋鬼子”。而城外义和团却如直隶和天津地区义和团那样，毁铁路，拔电杆，直接进行破坏性的反帝斗争。照此发展下去，时日不多，北京也将如天津那样处处设坛，家家铸刃。
对义和团是利用之以抚，还是剿灭之以安，清廷仍在犹豫不决。5月1日，清廷诏令荣禄和袁世凯筹议是否可派员改造义和团以成团练。袁世凯奏称拳会实难改练乡团。但清廷仍诏令察看情形，分别办理。5月9日，鉴于京师义和团越来越众，清廷担心义和团聚众闹事酿成事端，令步军统领衙门设法严禁。但事已至此，义和团已禁不胜禁。所以，到5月17日，清廷口气又有松动，言滋事惑乱民心者是假借拳会之名的京城内外奸民，不可一概而论。5月18日，为堵塞各国公使之口，总理衙门照会英美公使，言朝廷决心力平拳乱。但到5月23日，清廷又令裕禄拿办实在滋事的义和团，不许任意株连，殃及无辜，显然并不主张严厉镇压义和团。此后24日、25日、29日、30日，清廷先后四次下令拿办义和团，但都反复强调各处情形不同，迁就适可养奸，操切亦恐激变，要求谨慎办理。而实际上清廷并未就限制义和团有什么具体的措施。5月30日，赵舒翘、何乃莹上书奏请招抚义和团。在5月，只有张之洞于31日致电总理衙门和荣禄，要求速剿义和团，保护铁路。对义和团，主剿的声音已经很微弱了。
进入6月，义和团反帝爱国运动日益高涨，清廷内部反复争论如何对待义和团问题。6月5日、6日，慈禧分别委派赵舒翘、何乃莹及刚毅前往良乡、涿州一带“开导”、“劝散”义和团，借以探查其虚实。通过观察，刚毅等人看到了义和团的强大威力，认为京师门户“拳民鏖集”，已蔓延到诛不胜诛、剿不胜剿的地步，建议清政府改剿为抚。在几经犹豫之后，慈禧终于不顾清廷内部“主剿派”的强烈反对，决心对义和团因势利导，进行招抚，以为清廷所用。6月8日，刚毅抵涿州，奉旨招抚义和团。这样，义和团终于得到清政府的承认，取得了合法地位。