6月29日，曹福田、张德成率领义和团如期再度向老龙头发起攻击。马玉昆7营清兵也赶来参战，与义和团合力围攻车站，并借此遏制紫竹林租界的西北要路。练军在三岔河口和黑炮台等处用大炮向车站的敌人猛轰。这一日，战斗异常激烈。但守卫车站的沙俄侵略军炮火很猛，义和团虽然勇猛冲锋，几次占领车站，几次又被敌人打退。此次战斗，义和团伤亡很大，没能攻占车站。
7月1日至3日，曹福田、马玉昆各率义和团和清军连续进攻火车站。他们由陈家沟、贾家坡、十字桥、娘娘庙等处分路进军，与敌人展开剧烈鏖战。7月2日傍晚，义和团和清军联合猛攻，击毙侵略军百余人。车站的侵略军力不能支，仓惶逃往紫竹林租界，义和团和清军攻占了车站。侵略军为了保住这个交通要道，组织强大的兵力进行反扑，逼得曹福田不得不率众退出车站。此后10余日，义和团和清军不断向老龙头火车站发动进攻，打死打伤敌人多人，但未能再次攻占车站。
7月13日，八国联军向天津发起总攻，一股以俄军为主力的联军5000多人，从火车站出发，沿海河进攻天津城东北角、三叉河口及黑炮台一带，切断了曹福田部义和团与城内的联系。在车站俄军两面夹击下，曹福田部义和团被迫分散，撤出阵地。马玉昆也率部出逃。次日，天津沦陷。
老龙头争夺战历时一个月，义和团和清军英勇奋战，狠狠打击了八国联军的嚣张气焰，为保卫京、津地区作出了重要贡献。
攻打西什库教堂
西什库天主教堂又称北堂，是法国天主教在北京最大的教堂，也是天主教会在直隶北部的总堂，其围墙又高又厚，易守难攻。该堂大主教樊国梁为法人，住堂30余年。在京、津地区义和团运动高涨的情况下，北京及京郊教士、教民3000多人，辗转避进此堂。京畿义和团运动如火如荼，焚烧教堂和教民房屋，捕杀教士教民，西什库教堂内的教士教民们人人胆战心惊。
为对抗义和团运动，樊国梁将八国联军先遣队中30名法军和10名意军调往教堂驻扎，并把教堂内数十名传教士和3000多名避难教徒组织起来，分发武器，组成反动武装，作为保护教堂的主要力量。当时的西什库教堂，成为帝国主义在北京城内的重要侵略堡垒之一。
到1900年6月上旬，北京城内教堂已焚毁殆尽，义和团遂向西什库教堂集中，准备焚毁直隶地区这个最大的教堂。这时，极端仇视洋人的军机大臣刚毅和端王载漪等乘机怂恿，鼓动义和团围攻西什库教堂。
6月15日，聚集在西什库周围的义和团开始向西什库教堂发起进攻，焚烧了教堂门面旁舍。樊国梁指挥侵略军和教民凭借坚固建筑和大量洋枪洋炮负隅顽抗，打死团民40多人。
6月21日，清政府颁布宣战上谕，并招抚嘉奖义和团。此后，义和团与清军互相配合，共同猛攻西什库教堂。端王载漪、军机大臣刚毅、庄王载勋等，利用义和团乘机对阻止他们废黜光绪帝、另立载漪之子溥傍阴谋的洋人进行报复。载漪、刚毅和载澜等人先后来到西什库督率清军和手持简陋武器的义和团对教堂发起冲锋。教堂内洋人和教徒凭借牢固的建筑和洋枪洋炮，拚死抵抗。义和团手执大刀长矛，以血肉之躯，冲锋不已，伤亡巨大。义和团虽然勇敢，但每次冲锋均以伤亡惨重而退。
为攻破教堂坚固的防御工事，义和团在战斗中自制了许多土火器。比如一种土火箭，全长5尺多，点燃引线后，能“力大穿屋”。还有一种火药罐，将火药置于沙吊子中，点燃后提绳一抛，“如流星然，落地即燃”。7月11日，义和团又挖掘地道，用地雷炸毁教堂内仁慈堂东侧房屋，炸死一名教士，炸伤教徒多人。
部分清军也参加了围攻西什库教堂的战斗。就在西什库受到义和团及清军猛攻时，慈禧太后惊觉列强的“归政”照会是有人伪造的，遂转而向列强乞和投降，于6月25日第一次下令停攻公使馆，对西什库教堂的进攻也迟缓下来。此后，在清廷的操纵下，义和团和清军围攻公使馆和西什库教堂，时断时停。清政府为给自己留下一条乞和投降的后路，对公使馆和西什库教堂采取了“明攻暗保”的策略。
7月31日，清政府下诏：如西什库教堂有教士教民窜出，不可加害，倘彼死守，万勿用枪炮轰击。
但是，义和团并未放弃攻占教堂的决心。就在7月31日这一天和8月4日，为瓦解敌人，争取被蒙蔽的教徒，义和团分别向教堂内投射劝降书，号召教民出教投诚，献出侵略者首级。清政府为进一步控制和瓦解义和团，又以“前敌打仗为由”，将义和团纷纷调离出京，使攻打使馆和西什库教堂的义和团力量大为削弱。
8月上旬，八国联军由天津迅速向北京推进。沿路清军和义和团一路败退，北京的清军和义和团连日猛攻东交民巷公使馆和西什库教堂，准备擒获各国公使和教士作人质。但两处侵略者顽强抵抗，清军和义和团久攻不下。
8月13日，八国联军开始进攻北京。14日，联军攻进北京外城，清军和义和团同八国联军展开激烈的巷战。15日，慈禧太后携光绪帝出北京德胜门西奔。
8月16日，八国联军中的日、法两国侵略军赶到西什库救援。留守此处的清军及义和团与敌人展开英勇搏斗，激战3小时，800多人壮烈牺牲。上午10时许，侵略军与教堂神父及士兵会合，“互庆余生”。
从6月15日到8月16日，义和团及清军围攻西什库教堂长达两个月，击毙侵略者15人、教民400余人，给侵略军及反动教会势力以沉重打击。
攻打东交民巷公使馆
清末，各国公使馆均设在东交民巷。东交民巷位于紫禁城东南侧，南面毗邻城墙，北面毗邻长安街，东面是哈德门（今崇文门），西面是正阳门（今前门）。海关、邮局、银行和外国俱乐部，都设在里面。在公使馆的建筑中，还夹杂着中国的一些民房和小铺。使馆区的最东端是意大利使馆，接着依次是奥地利、法国、日本和西班牙各使馆。西端是德国使馆和汇丰银行。俄国、美国和英国使馆则位于御河的一侧。
1900年6月，义和团反帝爱国运动在北京迅猛发展，在京的各国公使和八国联军先遣队对义和团恨之入骨，昼夜抢修工事，准备固守。他们强令使馆区内的2000多名中国教徒为他们服务，帮助抢劫粮食，构筑工事，筑坝挖壕。各国公使和传教士，以及海关、银行和邮局的职员，也都武装起来。各国联军还盗取了北京火车站的火车皮，把它翻过来放倒，形成天然工事。各国联军对使馆区实行分段把守，“持枪站立，其势汹汹”。
与此同时，公使馆的各国联军不断外出，向北京军民挑衅。他们横行大街小巷，有时上城放枪，有时四处巡街，有时杀人抢粮。6月13日，先是美国公使馆开枪扫射附近的义和团，接着在深夜联军在天主教南堂附近沿街追杀义和团民，仅在南堂就包围杀害了二三十名义和团民。14日，比利时公使姚士登在东单牌楼一带开枪杀害义和团民数十人。15日，驻扎在宣武门的联军骑兵无故杀害义和团民数十人。同一天，美军在东单二条胡同帅府花园向正在一个大庙集会的义和团开枪扫射，当场杀害义和团民45人。
1900年6月10日，西摩尔率八国联军2000多人由天津乘火车向北京进军。英、俄、法、德等帝国主义的八国联军侵华战争，已在事实上开始。清政府连续几天召开御前会议，筹议和战问题。会上，主和、主战两派争持不下。顽固派代表载漪为利用义和团，对阻止他们实现废黜光绪帝、另立其子溥傍阴谋的洋人进行报复，于6月16日伪造了一份列强“归政照会”，诡称英国将派兵胁迫慈禧太后归政于光绪帝。慈禧闻讯大怒，于6月20日决定对各国宣战，并下令围攻使馆。
当天下午4时，载漪和董福祥即组织清军并有部分义和团配合，围攻东交民巷外国使馆区。此次战役，军机大臣、武卫军统帅荣禄为总指挥。荣禄将武卫中军列阵于使馆区东、南面，董福祥部甘军列阵于西、北面，昼夜猛攻。驻守在公使馆的400多名侵略军、各国外交使臣和教民，依恃使馆区内坚固建筑和临时构筑的防御工事，凭借洋枪洋炮，负隅顽抗。清军和义和团奋勇冲锋，枪炮声连绵不绝，喊杀声震动云天。第二日下午，董福祥率领甘军首先攻破奥地利使馆。当夜，清军又焚烧了荷兰使馆、中国通商银行和海关大部分房屋。次日，使馆区内枪声不绝，“烧交民巷，灭洋人”等口号声昼夜不断。6月23日，比利时、意大利等国使馆也被焚烧。各国侵略军和使臣纷纷退守英、俄、美、法、德等更为坚固的使馆内，推选英国公使窦纳乐为最高指挥官，调动使馆武装，凭借洋枪洋炮，继续顽抗。海关总税务司赫德则火速派人前往天津租界求援。就在清军和义和团猛烈围攻使馆，“洋人几不能守”的关键时刻，慈禧得知“归政照会”并无实据，又怕义和团势力太大而无法控制，遂从主战转为求和，于6月25日下令停攻使馆，并令荣禄前往公使馆商议和谈。
6月25日当天，义和团和清军奉令停攻使馆。荣禄虽是主和派，但刚刚指挥了对公使馆的大规模围攻，不敢赴使馆求和，只是在下午四时派数名士兵保护两名官员去悬挂白旗，旁立木牌，上书“奉旨停战，保护使馆”，并准备派人赴公使馆送去求和的公函。朝廷态度急剧转变，激起广大官兵的不满。当荣禄的使者立完木牌，正要去使馆送信时，甘军士兵突然开枪打死了使者。当日半夜，载漪和董福祥指挥清军对公使馆进行了排枪射击。此后，清廷对东交民巷公使馆采取“明攻暗保”的政策。身为主和派的荣禄密嘱清军诸将不可力攻，以为求和留下余地。慈禧和荣禄害怕公开向列强议和会激起全国人民反对，授意武卫中军施放空枪空炮，虚张声势，又处处节制甘军，不使力攻。所以，此后清军围攻公使馆，虽然听起来炮声隆隆，但只是虚张声势而已。
从6月25日到6月28日，为清廷第一次停攻使馆。
6月26日，因围攻使馆有功，也是为了安定对朝廷停攻使馆愤愤不平的情绪，清廷奖赏董福祥部甘军和义和团。
从6月29日起，义和团和清军再攻东交民巷公使馆。
7月1日，董福祥督军猛攻使馆，无大进展。清军和义和团攻击公使馆，虽然攻势不大，但荣禄仍然甚为担心，于7月7日再次恳求慈禧太后下令停攻使馆。慈禧尚未答复，7月8日，董福祥及义和团又对使馆发起猛攻，击毙奥军官（Thomann）一名。7月12日，身处南方的李鸿章和张之洞等致电奕勖、荣禄等，请停攻使馆，保护各国公使安全。同日，太常寺卿袁昶也上奏，请速保护公使馆，以维持大局。
庆亲王奕勖和军机大臣荣禄立即行动，与各国公使谋和。7月14日，奕勖和荣禄再次致书英国公使窦纳乐，要求各国公使移居总理衙门。然后护送出京。各国公使认为，固守待援，远比远赴天津安全，于是窦纳乐在次日复电拒绝。16日，庆亲王奕勖等又致书窦纳乐，商议停战一事。17日，清廷又致书法德美三国，请求调解。这期间，荣禄等不断派人与使馆秘密接触，希望各国公使出面斡旋，同意议和。7月17日，清廷第二次下令停攻使馆。此次停攻，一直延伸到7月28日。次日，总理衙门派人到公使馆，表示一定要保证各国公使的安全。7月19日，庆亲王奕勖等又致书各国公使，仍请暂时避居天津，总理衙门将派宋庆和孙万林两军护送，否则，若有不测，总理衙门不能负责。各国公使拒绝。7月20日，总理衙门以面粉、蔬菜、冰和瓜果之类的生活必需品赠使馆，以求缓和。7月25日，奕勖仍请各国公使赴天津避难。26日，奕勖再以瓜果食物等赠使馆。
7月29日，董福祥部和义和团再攻使馆。奕勖大惊，赶紧上奏停攻使馆，同时向使馆声明以后不敢再有围攻之事，并再催各国公使赴津避难。
8月3日，清廷第三次下令停攻使馆。
然而，八国联军完全拒绝议和。从8月4日起，约1万8千人的八国联军自天津向北京节节推进。4日，联军打败裕禄、宋庆、马玉昆等军，占领北仓；6日，攻占杨村，裕禄自杀；7日，攻占蔡村，败李秉衡；9日，攻占河西务，李秉衡再败退；11日，攻占张家湾，李秉衡自杀；12日攻占通州；13日，八国联军逼近北京，当日俄军攻占北京东便门。北京转瞬即破。
8月5日，当清军和义和团得知八国联军已由天津向北京攻击前进之后，立即起而围攻公使馆，目的是拘捕各国使臣，作为人质。8月13日，八国联军在城外包围攻击北京，企图尽快占领北京，解救被困在公使馆的各国公使。而清军董福祥部和义和团则对公使馆作最后的猛攻，仍然希望在联军攻破北京内城前拘捕各国公使，以挟持八国联军。盘踞在公使馆的联军部队和各国公使，在这最后的时刻作困兽之斗，拼死力顽抗。
8月14日，八国联军攻陷北京，挺进公使馆，打散清军和义和团，解了公使馆之围。