6月28日、29日，葛罗和额尔金先后抵达上海。伊格纳切夫极力向他们表示友善，并鼓动英、法“赴天津开仗，必须毁去大沽炮台，和议方能成就”。他还把自己及其他俄国特务所掌握的有关清军在京、津、大沽等地部署情况，密告给英法联军头目。
7月初，英法侵略军纷纷北上，华若翰、伊格纳切夫也相继赶到渤海湾。他们分别照会清政府，表示愿意“调处”争端；清政府担心美、俄两国借“调处”之便，再次肆意要挟勒索，未予接受。同时指出，美国照会按旧例应由上海投递，才能接收。华若翰“调处”要求未能达到，考虑到自己已同清政府换约完毕，只要英、法两国将来取得新的特权，美国也可援例均沾，逗留此地已无必要，且国内南北战争进行正酣，不久即折回上海回国，而伊格纳切夫目的未遂，仍旧跟在英、法后面，伺机渔利。
7月底，英法联合舰队又一次在大沽口外集结。当时清政府负责天津海防的僧格林沁，把兵力和装备大部集中在大沽炮台，而对北塘不加防守。认为那里水浅，附近多为盐滩，敌军大船难以靠岸，仅在北塘后方的军粮城配备了一支轻骑兵。这在军事部署上无疑是一个失误。伊格纳切夫探知这一情报后，立即密告葛罗。于是英法侵略军决定避开防务严密的大沽口，从没有设防的北塘登陆。抄袭大沽炮台后路，然后直扑天津。
8月1日，克灵顿、孟斗班率英法联军舰艇30余艘、陆战队5000人，驶达北塘口，趁此处防守空虚，顺利登陆，并占领北塘镇。咸丰帝得悉后，深感事态严重，急令恒福妥善筹办和议。7日，恒福照会额尔金、葛罗，要求约定时间、地点进行谈判。但他们予以拒绝，并强行要求清军交出大沽炮台。
14日晨，侵略军5000人，动用炮车200余辆，向塘沽发动进攻。塘沽守军发炮还击，奋力抵抗。双方激战两小时，守军伤亡甚众。随后，侵略军分兵一部泅水从苇塘迂回到塘沽侧后，守军受到前后夹击，加上后援无继，被迫退归大沽北岸炮台，塘沽失陷。
英法侵略军相继攻占新河、军粮城和塘沽后，一方面将舰艇由北塘向大沽海口集结，另一方面从陆路攻打大沽口炮台后面，大沽炮台陷于腹背受敌的危险状态。
此时，咸丰帝已完全失去保卫海口的信心。他在给僧格林沁的谕旨中，非但不严令他坚守大沽炮台，反而说什么“天下根本不在海口，实在京师，若稍有挫失，总须带兵退守津郡，设法迎头自北而南截剿，万不可寄身命于炮台”，“与丑夷拼命，太不值矣。”同时，他还派人前往北塘口，请求英、法公使进京换约，但遭到拒绝。
21日凌晨，英法侵略军集中所有炮火，向大沽北岸炮台发动猛烈进攻。炮台守军在直隶提督乐善率领下坚守阵地，奋力还击。自早晨5时至8时，流弹如雨，炮火始终未曾中断。后由于各炮台火药库陆续中弹起火，炮台上浓烟弥漫，守军被烟火遮住视线，炮击转慢。侵略军万余人乘势分为两股，向石头缝炮台猛扑，乐善率守军用鸟枪、抬枪和长矛、弓箭等拼死拒敌，并与逼进的敌人展开肉搏战，无一人试图逃走，直至敌人已盘踞炮台内部，守军还从附近房屋和草棚中射击。经过数小时的殊死激战，炮台被炸，乐善力竭捐躯，守军大部阵亡，石头缝炮台终告失守，其他两座炮台也随之陷落。此次战斗，清军伤亡千余人，英法侵略军也遭重创，死伤400余人，其中包括17名英军军官和6名法军军官。
据守南岸炮台的僧格林沁见北岸炮台失守，认为南岸炮台“万难守御”，即按咸丰帝的旨意，于当晚将防守营城和南岸炮台的马步官兵全部撤出，向天津退却。僧格林沁在退走时把南岸炮台交给恒福。待他一走，恒福随即在南岸炮台挂起免战的白旗，把炮台及全部军火物资拱手交给了侵略军，自己则于28日逃回天津。
英法侵略军占领大沽炮台后，贺布率先头部队乘炮舰，溯白河而上。这时，僧格林沁又以须与敌军“野战”而不能“株守营垒”为名，命双港、天津一带守军以及从大沽炮台撤出的清军退至通州一带。贺布率侵略军长驱直入，于24日驶达天津近郊。随后，英法侵略军后续部队也陆续抵达，不费一枪一弹即占领了天津城。
英、法侵略者攻占天津后，巴夏礼和贺布以占领者的姿态发布告示，宣布对天津实行军事管制，文官仍留原任，但一切大小政务，都要由巴夏礼负责。恒福以及天津地方官吏实际上已成为英、法侵略者的走狗。恒福还委派反动绅商、大汉奸张锦文等，照1858年的成例，设“支应局”为侵略者办理供应，并指使“团练局”镇压天津人民反对侵略者的活动。
天津陷落的当天，即8月24日，咸丰帝派桂良、恒福为钦差大臣（后又加派恒祺为帮办大臣），并令桂良即日赶赴天津，同英、法议和。
天津交涉
天朝的威严和自尊，根深蒂固。
天朝的重臣和封疆大吏，传统使他们在外交方面几乎一无长进，依然是以贫乏的外交常识指挥交涉谈判，磋商要求。甚至派出的全权谈判代表，仍是16年前签订所谓“万年和约”的冤家。
所不同的是，在中国与英法联军之间，又多了两位欲享渔人之利的调停者，美国和俄国。4月24日，英、法、美、俄向直隶总督呈递了要清政府派全权代表谈判的照会。
天津交涉，拉开了序幕。
1.谭廷襄、崇纶赴大沽。
英、法等四国举兵北上时，曾于上海发出谈判的照会，咸丰皇帝对此毫不在意，以为是“虚声恫吓”而已，未予理会，仍令各国公使回广州与新任两广总督黄宗汉办理交涉。4月15日，英法联军待到照会期限届满，起兵北上天津，并再次照会清廷派员在北京或天津谈判，否则将进攻大沽炮台。此时，咸丰皇帝才意识到问题的严重性，慌忙下诏：中原未靖，多方掣肘，不得不思柔远之方，为羁縻之计。
清政府先是命直隶总督谭廷襄、仓场侍郎崇纶等赶赴天津大沽办理交涉事务。
谭廷襄、崇纶等仍是仿照传统的老套路，到大沽之后，连日备办隆重丰盛的大宴，以示天朝怀柔远人之意。席间以红布为幔，红毡铺地，鼓乐伴奏，款待优容。其间肴馔，千般各色，尽中华风物。谭廷襄等于饭饱酒酣之际，备陈天朝威德，诚如衣冠之会。
然而，英法侵略军并不为丰盛的酒肉所动，反之，以惯技刁难。英国翻译李泰国等与谭廷襄等会晤时，态度极为傲慢无理。
李泰国问：总督能否自作主张，能办理两国间的事务吗？
谭廷襄答：总督皆能做主，皆可代表。
李泰国称：我方公使为全权大臣，可以便宜行事，阁下是否具有相同的全权？
谭廷襄答：两国制度不同，必需请旨遵行。
李泰国表示：如可领到便宜行事全权，英国公使才能来面议。
双方约定五日后听信。临别时，李泰国威胁道，届期不至，后果自负。
谭廷襄将英、法要求，上报朝廷。清廷以中国向无此官衔，何尝有便宜行事的名目，断然否决英、法的要求。
于是，英、法拒绝同谭廷襄等谈判，要求进京诉述，再次为清朝廷否决。
5月21日上午8时，英法联军向谭廷襄发出最后通牒，限两小时清军撤出大沽炮台。10时，英法联军开始进攻，迅速占领大沽炮台。随后，英法联军舰队上驶，直抵天津，兵临城下。
2.桂良、花沙纳赴津。
英、法、美、俄再次照会清政府，另派全权大臣来津议事。迫于英、法、美、俄的军事压力和谭廷襄等奏请另派职分较崇之大臣共议的要求，清政府命大学士桂良、吏部尚书花沙纳驰赴天津，查办事件。
英、法闻知桂良等赴津，仅为“查办事件”，颇为不满，再次照会清政府，声称“钦差大臣如无权便宜行事衔名仍须进京”。在英法联军的坚持下，清政府再次退让，被迫给桂良、花沙纳以“便宜行事，从权办理”的全权。同时，清政府增派当年签订《南京条约》而酿成巨患的罪魁耆英，赴天津帮办夷务。
桂良、花沙纳于6月2日行抵天津，随即派仓州知州卞宝书等随行委员与英、法等国联系，约期会谈。
此后数日间，桂良、花沙纳在津郡城南的海光寺、风神庙分别宴请英、俄、法、美四国公使，各置大轿，衣冠相迎，酒肴整齐，迎来送往，鼓乐相伴，天朝体面，何胜道哉！而在席间，却并未谈及要求之事。
桂良、花沙纳将一切交涉事务都交给了卞宝书等下属人员。
英国在对华贸易的总额比例中利益最大，要求获取新的权益最迫切，也是发动第二次鸦片战争的主谋和主力，额尔金怕在谈判中受人牵制，要求与中国单独进行谈判，其他三国的利益则以最惠国待遇为保证，此所谓法夷听英夷为转移，俄、美不过欲享渔人之利。所以，这次派出与中国谈判的对手是英国代表额尔金、李泰国。
6月8日耆英抵津，欲拜晤各国公使，英、法方面以“非全权大臣”，不能便宜行事，难与共议，当面加以羞辱，拒绝会见。耆英在津一筹莫展，狼狈回京。清廷以畏崽无能、擅自回京为由，锁拿严讯。
桂良、花沙纳依靠卞宝书等，穿梭会谈于海光寺、风神庙。在李泰国、威妥玛等万般忄同吓威逼之下，将英方提出的条款暂为允诺。惟独在进京换约问题上，答应俟缓期再议。
3.李泰国与奕讠斤。
自英法联军北上大沽之后，与清方交涉的对手主要是一批年轻的“中国通”，最主要的人物就是李泰国。
李泰国（1832-1898年），英国人。幼年随父来华学习汉语，曾在英国上海领事馆供职。1855年李泰国被聘任为上海江海关税务司之一，年给薪俸达1.2万元，颇得清朝钦差吉尔杭阿等人的赏识。
此时26岁的李泰国，年轻气盛，以精于京师语言、狡诈诡黠被聘为英国公使的翻译官。实际上成为操纵与中国交涉的主谋和代言人。
李泰国与谭廷襄、崇纶、桂良、花沙纳、耆英等谈判中语言狂悖，无礼至极。连外人也看到，桂、花两钦差在李泰国等人走进时，“就陷入一种极端委曲的状态中，桂良已经完全沮丧，而花沙纳显然从烈酒中寻找到了安慰”。李泰国在清政府钦差面前放肆争执，毫无畏惮，令清政府十分沮丧。
如何对付李泰国，户部侍郎宋晋提出：其人贪利多智，派能言善辩的人暗中用利来作诱饵，离间其心，使之不再从中作梗，谈判就应当易于就范。此系老成之见，但对付李泰国未必行得通，因为他是具有更大野心的人物。
年轻的恭亲王奕讠斤，是李泰国同龄人。他与李泰国也死于同一年。他成了李泰国在中国的主要对头。奕讠斤，身系皇弟，血气方刚。初涉外交，更是火气十足。奕讠斤的外交知识非常有限，误将李泰国认为系广东的市井无赖，以为此等不知法度，形同叛逆的行为，必须将其正法。因此，上奏咸丰皇帝，请敕下桂良等，待其无礼肆闹时，立刻拿下，或当场正法，或解京治罪，这样就可除去英人的心腹主谋，谈判将容易着手。
尽管桂良以“恐立起兵祸”而未予执行此议，但值得注意的是，李泰国系英方的正式外交人员，采取扣押外交人员的方法，以求谈判桌上的进展，有违国际惯例，此道不足取。然而，正是奕讠斤的这种荒唐无知的想法，影响着咸丰皇帝，导致后来的扣押英国外交人员，并试图以此人质同英法联军进行交涉谈判，愚蠢举动使大清帝国招致了难以想象的报复。
4.公使驻京之争。
6月14日，桂良、花沙纳在李泰国、威妥玛等威逼下，将英方提出条件俱允其大概。惟洋人进京一事，约俟缓期办理。清廷对此颇为不满，惟恐日后不能践言，转致失信，而带来无穷后患。要求桂良等，择其可允者允之，不可允者拒之，并称“若必事事皆准，何用大臣会议耶？”
桂良等受朝廷责难，洋人更是步步紧逼。两难选择之中，桂良不敢得罪洋人，随即上奏，以“与英交涉不可决裂折”吓唬清廷，迫使清廷再做出让步。
果然，英方向桂良等重新提出进京换约和公使驻京问题。理由是中国地方督抚蒙蔽太甚，必须派公使驻京，以便迅速知照交涉。桂良等在转奏朝廷时提出倾向性意见：即有数十洋人在京，尚易防范，断不可因此中断交涉。
桂良关于公使驻京的奏报到京后，立即遭到群臣的强烈指责，吏部尚书周祖培、宗人府丞钱宝青、内阁侍读学士段晴川、翰林侍讲许彭寿、御史陈046等纷纷上奏，痛陈公使驻京之患。
“久驻京师，则凡有举动，纠悉必知，既速且详，动为所制。”
“京师首善之区，若遭蛊诱，则衣冠礼乐之族，夷于禽兽。”
“此千古未有之奇闻。”
“从来外夷臣服中国，入修朝贡，皆事毕即返，不许久留，所以严中外之大防也。”
“卧榻之侧，不容他人鼾睡，况辇毂之下，岂可容豺狼群聚，能保其无意外之变乎？”
“请撤回桂良、花沙纳，另简员查办。”
桂良等所交涉和陈奏的公使驻京，无疑是一个最敏感的问题，它对传统的制度、观念是一个巨大的冲击。朝臣的议论，在政治、军事方面的认识无疑是尖锐的，但在思想、观念上仍是封闭、迂腐的。公使驻京是否有损国家主权，归根到底决定于社会制度的先进与否、国家实力的强弱与否。作为积贫积弱的清朝政府无力改变公使驻京这一国际惯例。提出和兑现公使驻京，这只是一个时间上的问题。
在朝议的激烈抨击下，清政府指示桂良，仍以公使驻京碍难应允加以拒绝，只同意“有事进京”，并且“须改中国衣冠，听中国约束”。桂良等将谕旨转致英、法方面，无论桂良怎样口焦舌燥、无术不施地进行解释，英、法方面始终不为桂良的说辞所动。
6月22日，英、法方面再次恃强要求公使驻京，清廷则在次日的军机大臣会议上仍战抚之棋不定，致使谈判一无进展，陷入僵局。
5.签订《天津条约》。
在清廷举棋不定之时，英法方面向桂良发出照会，威胁道：“谈判徒事迁延，若再无定说，惟有带兵北上。”
6月25日，英国方面向桂良呈递了自定条约，即“中英天津条约”草案五十六款，并且声称“无可商量，即一字亦不令更易”，其内容包括公使驻京。
清政府得到奏报后，立即做出反应，一则大局仍当以抚为主，如能挽回，酌减定议；二则听其决裂，命谭廷襄抵御英法联军，保护桂良、花沙纳抽身虎口，又命僧格林沁于通州集结马步，备军备战。
然而，桂良已不待朝旨，在英方代表普鲁斯、李泰国的再三逼迫之下，应允英国方面提出的全部条件。
6月28日，桂良等奏对外不可战者五端，即：英法联军若抵都门，祸恐难测，一不可战；民情汹汹，恐将内变，二不可战；库款支绌，炮械无存，三不可战；内匪未靖，外患再起，四不可战；战则影响关税，江南清军粮饷无从筹划，五不可战。并且决定动用清政府给以便宜行事，从权办理的权限，英方提出的条约五十六款，全部从权允准。在“公使驻京”问题上解释是，“夷人之欲驻京，一欲夸耀外国；一欲就近奏事，并非有深谋诡计于其间也……且以数十人深入重地，不难钤制。”
同日6时，英国公使额尔金率从官20余人，分乘20顶大轿，带兵500，吹鼓乐队50人，威风凛凛，鼓乐齐鸣，趾高气扬地来到海光寺。相形之下，桂良、花沙纳率随员及地方官十余人，实在是毫无光彩。双方在《中英天津条约》上依次签字画押，继而不外是再大摆宴席，豪饮一番。
次日，法国公使葛罗率从官数十人，兵士200及乐队到海光寺，与桂良、花沙纳在《中法天津条约》上签字，仪同英人。
清廷在接到桂良奏报签订中英、中法《天津条约》之后，试图加以补救。其中公使赴京，规定从人不得超过20人，只准暂住若干时，一切跪拜礼节悉遵清朝制度，不得携带眷属，必须更易清朝衣冠。
实际上，早在1783年英国特使马戈尔尼晋见太上皇乾隆时，就已打破了这些象征着认可权威、尊崇传统的礼节和制度，诸如跪拜礼节、更易服装等。此时故事重提，实非有益之举。
桂良在接到朝廷的三条附加条件后，以条约已经画押，若再修改，必致另生枝节，破坏和局为由，委婉拒绝再议。
然而，这意味着朝廷与桂良在公使驻京问题上存在着分歧，显然，这个问题还没有完结。按照条约中的有关规定，清政府派钦差户部大员与英国代表即赴上海继续进行关于修订税则的谈判。
至此，天津交涉在清廷与钦差之间的“别扭”之中，宣告结束。
载垣：通州谈判
英法联军惨败于大沽的消息传到伦敦，英伦三岛立即出现了一片战争的叫嚣，要对中国实行大规模的报复行动，占领京城，将皇帝逐出皇宫。
通州是拱卫京城的最后一道门户，而清军节节败退，战事迫急。咸丰皇帝赶忙又派出怡亲王载垣、兵部尚书穆荫为钦差大臣，前往天津乞和。
此时，英法联军已逼近通州，并向清政府发出照会，声称：天津地远，议和必耽延时日，应就近商订为便，定拟赴通州议约。
此时载垣一行已过通州，于是，向英法联军请求在安平或西河务商议，遭到英法联军的拒绝。载垣被迫途中折回通州。9月14日，英方代表巴夏礼等一行抵达通州，安置于通州城外的东岳庙。同日，载垣、穆荫亦抵达通州。
9月15日，载垣先按清廷指示，不与巴夏礼约见，恐长其骄气，将来额尔金、葛罗又将何以待之。故以委员出面进行辩驳，以崇天朝体制。但是，巴夏礼等拒绝与载垣所派的委员相见，坚持要面陈钦差。迫于无奈，载垣遂以“事务紧急，亟需当面开导，冀有转机”为由，亲往东岳庙，与巴夏礼等会晤。巴夏礼要求清政府承认《天津条约》和桂良在天津已允应的续增条约八款。载垣以朝廷给予的“可允则许，亦不必请旨”的全权，念及此时反悔，恐致猜疑，当即表示同意待额尔金到通州后，即行画押签字，而后再进京换约。同时，载垣向额尔金发出签字画押的照会。
就在等候额尔金赴通州之时，事机突变，又出意外。
9月18日深夜，巴夏礼等40余人再赴通州，载垣、穆荫在东岳庙设宴款待。
巴夏礼出示照会，内容是互换和约，该公使将持国书，面呈咸丰皇帝御览，同时，要带兵千名入京。
载垣惊问，前次未见提出这个问题，何以忽生此枝节？此事关系国体，万难应允。
所谓国体问题的实质，仍是礼节问题。
载垣称：按中国礼制，见皇上必须跪拜。
巴夏礼回复：我非中国之臣，怎么能解袍跪拜呢。
争辩既久，相持不下。
穆荫从中调和道：贵使远立，不为皇上看见，或许可以。
巴夏礼毫不让步：我奉天主，与中国君主应平等，必须面呈条约。
争论往复不决。
时夜已三更，巴夏礼以人困马乏中断会谈，于东岳庙下榻休息。
怡亲王载坦回府后，感觉到事将决裂，难以弥和。于是，遣人转告僧格林沁，派人速见额尔金，又遭到额尔金的拒绝。与此同时，清廷接到通州谈判的奏报，指示载垣：英人忽生枝节，实属可恶。该夷面呈国书御览一事，必须按照中国礼节，跪拜如仪，方可允许。清政府与载垣都感到：抚局终将成为决裂！
同日上午，巴夏礼带随从至载垣的行寓，重复陈述了面呈国书的要求，并提出照知僧格林沁，将张家湾一带的清军撤退。最后，巴夏礼态度桀骜地留下一句话：“不允亲递国书，即中国不愿和好。”说完，不待载垣等解释分辩，扬长而去。
载垣见巴夏礼等狂悖如此，何时曾受过这般屈辱的大清王爷，立即以“抚局断无可议”，通知僧格林沁，命将巴夏礼一行截拿扣押。僧格林沁遂将巴夏礼以下英人26人，法人13人拘捕，扣押为人质。至此，通州谈判宣告破裂。
载垣、僧格林沁扣押巴夏礼，是清政府早有预谋的。9月14日，通州谈判伊始，清廷密谕载垣等：巴夏礼等系英法联军的谋主，即著将巴夏礼等从人羁留在通州，勿令折回，以杜奸计，贻战后议抚，再行放回，断不准去留任意，有碍战局。载垣等扣押巴夏礼，不过遵旨而行。
扣押巴夏礼等人之后，载垣即刻上奏称：巴夏礼熟悉中国，善能用兵，各国均听其指使，现已就擒，夷兵必定自乱，乘此剿办，必操胜券。
咸丰皇帝闻报：一面以谈判破裂，严饬统兵大臣带领各路马步诸军与之交战；一面命将巴夏礼等被扣人质送京，交刑部严审。
扣押人质，这个在讲求血缘关系的、古代的非常交涉措施，依然使用于近代，颇显得落伍、可笑。因而，清朝政府满以为这样做便可迫使英、法侵略者停止进犯，结果事与愿违，清政府的这个幼稚行为，更激起了英法联军以十倍的疯狂向清帝国施以报复。
9月下旬，英法联军加快了军事行动，直逼北京城下。
劫烧圆明园
10月5日，英法联军闻听咸丰皇帝住在圆明园，为了向奕讠斤拒不交还人质施加报复和压力，下令攻击圆明园。僧格林沁部在海淀进行了短暂而无力的抵抗后，随即退走。