1900年6月17日，八国联军舰队开始攻击大沽口。尽管清军和义和团浴血奋战至死，但他们在八国联军先进武器装备的攻击下，屡战屡败。1900年6月17日上午，大沽口失守，通道被打开。联军随即洗劫并屠杀了周围的塘沽和新河地区。
大屠杀行为立即遭到义和团和清军的群情激愤。义和团在仓门口、望海楼和镇署南，向天津租界发起进攻。与此同时，北京的义和团和清军也开始攻击驻北京的使领馆。
6月21日，慈禧太后发布法令，以光绪的名义向八国宣战。与此同时，她悬赏杀害外国人，并规定“杀一洋人赏五十两。”受此鼓舞，义和团更加疯狂地袭击外国人，包围大使馆聚集的洋人地区。
1900年7月13日，八国联军从两条路线向天津发动了全面进攻。左翼军队由俄罗斯和德国军队组成，由俄罗斯海军中将阿列克谢耶夫任率领，从火车站沿着河流向东北角和三叉口的黑炮台起进攻。右边是由英国、日本、美国、法国和奥地利军队组成的，由日本的少将福岛率领，从海光寺一直前进到天津南门。
1900年7月14日，八国联军完全占领了天津。天津被占领后，并洗劫了天津市。“黎明时分，天津城被摧毁了。居民们逃到了北门，他们中的大多数在街上被外国士兵杀害。外国士兵大肆掠夺。当铺、金店和银号最先被抢劫，然后其他商店也被抢劫。所有政府办公室也被摧毁。”
为了报复天津守军的抵抗，占领天津后，八国联军炮轰了天津，甚至发射了排炮和开花炮。”炸弹从人群中爆炸，死者众多，而争逃者亦益多。前者仆，后者继又仆，又践又死，层层堆积，继长增高。”
入室抢劫和焚烧房屋，“联军占据了很大一片区域，杀害、抢劫、焚烧和杀害，接着是强奸，居民逃避一空”。结果，“从市内的鼓楼到北门外的水阁，尸体堆积了数里”
一名参与入侵的士兵写道，“大门一打开，联军就出现在城市的每个角落。美国、俄罗斯、英国、日本和法国士兵到处奔跑，闯入每一所房子。如果门没有打开，他们会立即用脚踢开，他们想拿什么就拿什么。碎银、银锭和金条是最受欢迎的。”
“天津就像一块肥肉，肉刮过的，只有干枯的骨头。千奇百怪，可惊可惧之，残酷和虐待在次随处可见。”这是联军一名军官对天津描述。八国联军占领天津后，联军就何时进攻北京城发生了争吵。从7月底到8月初，联军举行了多次会议，并于8月4日进攻北京。
