胜利的消息传来，咸丰皇帝拍手称快，立即宣布将《南京条约》废除，伦敦则愤怒异常，两军交战不斩来使，更何况不在交战期。袭击外交使团的行为被看作是中方宣战，英、法迅速作出反应，这次发的兵比两年前庞大一倍：1860年夏，六十多艘法国船只载运６３００名法国士兵，一百四十三艘英国运输船载运１０５００名士兵，再加上从香港下层社会征召的由２５００人组成的香港军团，联军全权大使额尔金勋爵和葛罗男爵拒绝在上海进行任何谈判，8月1日，联军没有遇到抵抗便在大沽以北的北塘登陆。他们从这里很快就攻陷了严密设防的大沽炮台，并于8月25日登陆天津。
咸丰帝的心情犹如过山车，从兴奋的高点骤降到谷底。很难想象他是如何渡过这奇异的心理体验的。此时方知上一回的胜利依靠的不过是偷袭，不可复制。他只得再次派出桂良去天津议和，同时起了逃跑的念头 －－ 以木兰秋狩的名义前往热河。即使到了这个关口，他依然顽固地维持着祖制，要求桂良无论如何说服额尔金，进京可以，但必须对他三跪九叩。这简直是痴人说梦。联军拒绝和谈，继续向北京进发，9月初到达通州，咸丰帝急火攻心开始吐血，无计可施再派人乞和。此番派去通州谈判的是怡亲王载垣，走之前皇帝反复叮嘱， 念念不忘的还是朝贡礼仪。联军派出了一个３９人组成的谈判代表团，其中英人二十六名，法人十三名，由额尔金的中文翻译、英国外交官巴夏礼爵士率领，与载垣进行谈判。经过四天磋商，中方答应联军所有的要求，包括巨额的军费赔偿（这次一下飙升到两千万两白银，天津条约才要四百万。咸丰自己签的，过后反悔不认，不服气非要招惹别人，又没底气支撑这种表面的硬气，每每招来别人的狠揍，一次比一次狠，真不知道怎么想的）。
9月16日达成了停战协议，不料第二天，巴夏礼又再次提出了英国使臣向皇帝亲递国书的要求。上一次被偷袭，就是发生在英法使臣向皇帝亲递国书的路上的。载垣闻之大惊，说什么也不能同意。＂此事关系国体，万难允许。＂而巴夏礼非要坚持亲递国书乃国际惯例，双方坚持己见，相持不决。于是9月18日，载垣通知僧格林沁率兵在张家湾将巴夏礼一行人擒拿羁留，以此为人质，威胁联军退兵。
将谈判代表扣为人质是咸丰帝的主意。在载垣前去通州前，皇帝给载垣的谕旨中，明确的表示：“巴夏礼、威妥玛等系谋主，闻明常亦暗随在内，即著将各该夷及随从等，羁留在通，毋令折回，以杜奸计，他日战后议抚，再行放还。若不能羁禁巴夏礼等，令其全数回河西务，亦无不可，断不准去留任意，有碍战局。＂
咸丰帝竟把一个办事员当成谋主，而以＇擒贼先擒王＇的策略将他捉拿，以为这样联军就乱了阵脚，自行颓败。而载垣也这么认为，并在扣押以后得意地向皇帝禀报：＂该夷巴夏礼能善用兵，各夷均听其指使，现已就擒，该夷兵心必乱，乘此剿办，谅可必操胜算。＂
现实的无情证明了 “该夷兵心必乱” 只是一厢情愿的空想，战场上的形势远非如其所料那般“谅必可操胜算”。英法对于清政府扣押人质的做法愤怒无比，这已是第二次对外交人员动手了，而且比上一次还low，直接将前来谈判的人逮捕当人质（相当于现在把刘鹤抓了然后威胁中国），落后就要挨打？你自己找打。
联军迅速集结，与僧格林沁统率的蒙古马队交战于通州张家湾，僧格林沁惨败，数日后的9月21日，双方在通州八里桥再次交战，这次败的更惨。曾经横扫欧亚大陆的蒙古骑兵，用弯刀和自己的血肉之躯，在八里桥谱写了蒙古人最后一曲悲壮的挽歌。其实他们装备了火枪，并非完全的冷兵器作战，无奈数量严重不足，可明知如此，骑兵没有一个后退的，仅凭着一腔热血迎击敌人。僧格林沁腹背受敌，但他仍然＂骑着马站在前面，挥舞着黄旗表示挑战＂，每挥舞一次，就有一批骑兵冒着炮火冲向战场。法国远征军中尉保罗·德拉格朗热描述道：“炮弹和子弹无法彻底消灭他们，骑兵们似乎是从灰烬中重生。他们如此顽强，以至于一时间会拼命地冲到距大炮只有30米远的地方。我们大炮持续和反复地排射，炮弹于他们的左右飞驰，他们在炮火中倒下。＂
八里桥之战从上午7时打到12时，清军投入5至6万人，其中3万骑兵，死1000人（清朝自己估计为3000人）。法军死亡3人，受伤17人，英军死亡2人，受伤29人。八里桥是一座单孔拱桥，战役结束后桥上桥下尸横遍野。指挥战斗的法军将领孟托班回国后，被法国皇帝拿破仑三世封为“八里桥伯爵”，还让他当了参议员。法皇提议再给他年金五万法郎作为奖赏，但遭到了多数议员的反对。议员们认为，发生在八里桥的不过是“一场引人发笑的战斗。在整个战役期间，我们只有十几个人伤亡，不值得再给他那么高的奖赏！”法军军官吉拉尔在《法兰西和中国》中对清军的英勇作战做了详细的描述：“光荣应该属于这些好斗之士，确是应该属于他们！没有害怕，也不出怨言，他们甘愿为了大家的安全而慷慨地洒下自己的鲜血。这种牺牲精神在所有的民族那里都被看作为伟大的、尊贵的和杰出的。八里桥之役，中国军队以少有之勇敢迎头痛击联军。他们的军队是由两万五千名鞑靼兵和为数众多的民团所组成的”，“尽管他们呼喊前进，勇猛和反覆地冲杀，还是一开始就遭到惨败！然而，他们顶住了使他们惨遭伤亡的强压火力”，最后，他们“还是宁愿一步不退，勇敢坚持，全体就地阵亡”。
八里桥惨败的消息火速传到北京，朝中的几个文官大概急得脑中进水，＂联名奏请极刑处死巴夏礼＂，咸丰帝不知所措，下不了撕票的决心，战役的第二日，9月22日咸丰带着嫔妃子女仓慌逃往热河，留下他的弟弟恭亲王收拾残局。咸丰帝由此成为了清朝第一个在京师告急时弃城而逃的皇帝。４０年后他的如夫人做了同样的事，可谓夫唱妇随。
接下来的清政府指挥陷入一场混乱之中。皇帝人虽跑了，可还遥控指挥着北京；随着战局的变化，围在皇帝旁边的大臣们争论愈盛，政策摇摆不定，制约着前台的谈判。八里桥战败后，原先积极主战的僧格林沁等人因连战失利纷纷转变思想，深盼和议速成，而奕訢虽被任命为“钦差便宜行事大臣”，接办和局，却事事必须等着五百多公里以外的快马飞传的圣旨，毫无见机行事的＇便宜＇。
9月25日奕訢发照会，承诺所有《南京条约》里的规定全部恢复照办，再三保证，只求英法＂暂息干戈＂。两国严词拒绝，要求限期三日释还人质，否则“登时领兵前进，攻破京师而占据之”。
9月26日奕訢再发照会，说我们皇上到北方打猎去了，允许你们两国的大使进北京，我保证选一处庄严的殿堂，设立香案，然后由我来代替皇上接国书，并把国书供奉在香案上。（＂俟贵大臣到京日，选择严肃处所，设立香案，由本爵代接贵国国书，置之案上，以昭礼敬＂），两国依然拒绝，坚持说国书必须交给皇帝本人，否则就是你想耍赖，过后以没收到为由不认帐。（＂亲递国书在礼义之邦，无有不知，无不奉行。遇有自谓礼议之国，不用此礼相待，斯虽言称和好，而实滋他国之疑异＂）
9月29日奕訢将巴夏礼等八人移送至高庙。奕訢见英法索要巴夏礼甚急，以为这位巴夏礼是什么了不得的人物，奇货可居，于是将他和他的几位副手转移到高庙款待起来 --- 先有贝勒恒祺伴其闲话，东麟堂为其承办肴馔，后更有奕訢重礼相赠。奕訢错认为巴夏礼是额尔金的上司，只要和他谈判成功，一切就可迎刃而解，于是又照会说，我和巴领事官当面谈判，你们两国酌量退兵，我们世代友好。（＂并照巴领事官与本爵所派委员面议妥办，永敦和好。＂）额尔金的回答干脆明了：＂放人！＂
9月30日额尔金宣布停止交涉。其实这时候人质已经开始陆续被虐杀了，只是英法还不知道。
10月2日在热河安顿下来的皇帝才发来过期的指示：我离的这么远了，不方便遥控指挥。你就答应＜天津条约＞并画押盖章吧，然后将巴夏礼等人送回，这样我也可以及早回銮。如果他们不同意，非要攻打北京，就即刻将巴酋等人释放，以示大方，说不定他们一高兴，从此罢兵，也再不提换约的事。我们不值得为那三十几个夷丑，令我们亿万百姓惨遭涂炭。（＂当谕令相机办理，朕亦不为遥制，总期抚局早成，朕即可及早回銮，镇定人心。将在津续定条约盖因画押，将巴夏礼等送回，固属至善；如必不肯遵行，或并无照复前来，不必待其进攻城池，莫若既将所获巴酋等全行送还，以示大方，尚可冀其从此罢兵换约，不值得为此数十夷丑，致令亿万生灵俱遭涂炭。）
10月5日，英法联军进逼北京德胜门、安定门两门，并于次日凌晨直扑清军守备空虚的海淀一带，在“无一兵一骑出而御之”的情况下，占据圆明园，与当地村民一起，大肆抢劫。随后的两天这些当兵的将劫掠来的奇珍异宝、图书典籍、文物书画拍卖，附近的百姓也蜂拥而至，争先恐后地＇捡漏＇往家里抱。在掠抢的过程中，几处殿宇被点燃，不知道是谁放的，后来联军和百姓相互指责是对方干的。这次纵火面积零星，几乎没造成建筑损坏。
10月6日奕訢得报，吓得仓皇逃出北京，避至郊区长辛店，留贝勒恒祺与联军交涉，同时他也给联军写信，答应一旦你们停战，立即释放人质（还是想能要挟住对方）。
10月7日，英军统帅约见恒祺，扬言除非立即放还人质，否则即行攻克北京城。此时的京城危如累卵，民心大恐，难民逃兵累累不绝于路。京城中留守大臣一方面吓的想要临阵脱逃，一方面埋怨奕訢的临阵脱逃。这以后大臣们便不再听奕訢的指挥了。
10月8日，谣传咸丰皇帝已派出钦差传命，要将俘虏的人质统统杀掉。京城里的留守大臣遂与恒祺公议，赶快将巴夏礼等八人释放，并由恒祺亲自护送至联军军营。他们知道个中厉害，真的遵旨照办杀了外国人质，他们定会被急眼的强敌碎尸万段。
巴夏礼等八人被释放后，经恒祺一番交涉，英法联军终于在10月9日撤出圆明园，对奕訢来说，“谋主”既释，人质外交就已经毫无意义可言。接着联军致函恒祺，索要剩下三十几人。（＂立将所拿获之英法诸人，尚未送还者即日送还，以免攻破京城。＂）
10月12日，奕訢在给英法的照会中严厉抗议联军焚毁和掠夺圆明园的举动，说我对你们巴夏礼参赞那么好，还保证天津条约和后续的条约一定实现，也有盖印画押，每次照会也都以礼相称，待你们不可谓不厚。为什么你们的兵丁焚烧殿宇毁坏文物？！你们自称礼仪之邦，注重军队的纪律约束，岂有手底下的兵卒大肆掠抢，而上面带兵的一推三不知的道理！（＂照得本亲王前经派员以礼优待贵国巴参赞，并与妥商办理续约盖印画押各事宜后，即可以礼送还贵国之人，屡经知照贵国，是待贵国不为不厚。何以贵国兵丁扰及园庭，焚烧殿宇？贵国乃系知礼之邦，约束兵丁，素有纪律，岂有兵军肆意焚掠园庭，而两国带兵官及贵大臣推为不知之理？＂）
额尔金不理会奕訢的抗议，只威胁守北京城的大臣交人，不然就攻城。大臣们顶不住压力，于是恒祺前往敌营，告知巴夏礼于13日午时开安定门，让联军和平入城，千万别开炮。奕訢得知后，对城中大臣开门纳敌的做法虽多有责难，然事已成定局，京师内外受敌，当务之急是赶快和这些欧洲人议和，让他们退兵。可对方的当务之急可不是谈判，而是要你先释放人质。
奕訢最终还是妥协，先放人，后和谈。于是10月12日至16日之间，已经占领了北京的联军在安定门，终于迎来了人质的释放，却完全是另一番情形。
