1900年6月21日，经多次御前会议，并在慈禧“法术不可恃，岂人心亦不可恃乎？今日中国积弱已极，所仗者人心耳，若并人心而失之，何以立国”的鼓舞下，清廷正式发布了著名的《对万国宣战诏书》。
不知是不是心里没底，这份诏书不仅说得含糊其辞，也未大范围发布。既没有指明宣战对象（以“彼等”代之），也没有向各使馆递交，对内仅传送到督抚一级。因此学界也有一些人认为这不是宣战，只是一份动员令。
但对于朝廷而言，战争实际上在20日就打响了。当日下午，限令各国使馆人员离京的时效一过，清军即开始围攻东交民巷使馆区。
根据清廷档案以及使馆人员的记录（如《庚子使馆被围记》），可以证实围攻东交民巷的主力，从始至终都是朝廷的官军，不是很多人认为的义和团。朝廷这么做，是因为围攻东交民巷的目的不是简单的攻陷（后文详说），不受自己完全控制的拳民很难贯彻朝廷的意图。
围攻的主力是荣禄指挥的武卫中军（主攻东面）和董福祥带来的甘军（主攻西、北两面），共一万多人，大量装备新式武器和火炮。使馆方面只有诸强海军陆战队临时拼凑的400余人且缺乏重武器的“使馆卫队”。
然而看上去毫无悬念的战斗，却打得异常胶着。
清军开始还比较顺利，至22日已攻占比利时、荷兰、奥地利、意大利四国使馆。然而紧跟着攻打英国使馆时，遇到硬茬。由于久攻不下，甘军想出了个馊主意 – 火攻。
因为难以靠近英国使馆，甘军转而选择在紧邻英国使馆的翰林院（英使馆正北）纵火，希望大火能蔓延至英使馆。结果翰林院的众多珍贵藏书（包括《永乐大典》《四库全书》等）被付之一炬不说，使馆卫队还乘势破墙占领了翰林院将防线外延。
24日，肃亲王善耆携家人趁乱逃离王府，日本使馆人员抢先占领这个和英使馆（东面）仅隔一条御河的要害之地。不仅让英使馆侧翼安全得到加强，使馆卫队也获取了更大的防御空间。
随着使馆区防线的稳定，战斗也进入了诡异时期。
25日当朝廷听闻诸强已聚集三万后援部队，并计划在大沽登陆向津京进军。慈禧觉得应留下回旋余地，遂命人在使馆区北面的御河桥上放置“奉上谕保护使馆”的木牌。但是又不命令清军停战，此后每天仍有激烈战斗。
这是什么意思呢？
“战”，是为了表明朝廷态度，并实现将列强驱离京师的目的。“保护”，一方面是给自己的行为找个借口，表明责任不在朝廷，衅起自洋夷。另一方面则是为了“实可挟以为质也”。
能生俘众洋夷最好，就算不能也要围住并保持高压，以向列强表明众公使被朝廷所控制。和第二次鸦片战争时一样，清廷还是认为各国公使是能让列强投鼠忌器、不发兵入京的筹码。
这也是朝廷不让拳民大规模参与围攻的主要原因，朝廷担心拳民冲进去乱杀，这样目的反而不能实现了。这种对现代政府组成、政策和政令出台执行的无知，只会给自己挖坑并束缚自己的手脚。
最明显的就是围攻的清军在使用重武器（火炮）时首鼠两端，不敢对使馆区进行高强度炮击，这导致清军丧失了自己最大的战术优势。再加上使馆区的狭窄地形，让清军难以展开发挥人数优势，所以出现了上万人围攻几百人的环形防线却久攻不下的场景。
一些人认为荣禄一直“违命暗护使馆”，是数万清军无法攻陷东交民巷的主因。而实际上围攻前期，战斗最激烈的地段恰恰是荣禄负责的东面，法国领事馆和肃王府。
至7月13日荣禄的武卫中军不仅突破了使馆卫队在肃王府设置的第七道防线（共九道），也近乎占领了整个法国领事馆。同时也让日本和法国付出了重大伤亡（分别为51人、61人），远超其它国家。
就在东交民巷人人自危之际，慈禧突然改变了战场态势。
14日聂士成战死、天津陷落的消息传回京师，不仅京师和朝廷的士气开始回落，慈禧也担心久攻不下会作茧自缚。
朝廷一方面调集军队和拳民，出城前往天津方向阻击联军入京。另一方面主动暂停了对东交民巷的进攻，并向英使馆发出一份照会，要求使馆区的洋人暂时移居总理衙门并承诺保护（其实就是做人质）。
对于清廷的突然变化，各国公使一方面认为“外界已发生一些使中国政府感到惊慌的事情”，另一方面又怕像第二次鸦片战争时那样沦为悲惨的人质。遂要求在停火的基础上，与清廷展开谈判。
荣禄本身就不主战，因此他对停战谈判的执行更为坚决（相对于甘军）。不仅积极配合各使馆的谈判要求，甚至默许麾下士卒与使馆人员交易物资（也可以认为荣禄是在给自己谋后路）。
注：虽然使馆区有近四千人（三千是前来避难的教民），但各国使馆在正式开打前已经囤积了两百多吨小麦、大米和大量肉食、烟酒（还有150匹小马可供宰食），短期内不存在粮食问题。不过缺乏蔬菜、鸡蛋等生鲜食品。很多清军夹带鸡蛋与洋人交易，赚取外快。
此后十几天里使馆区双方再未发生大的战斗，慈禧还数次派人送去新鲜蔬菜、瓜果、鸡蛋等表达善意。但这只是朝廷的一厢情愿，因为各国公使组织谈判的目的是为了拖延时间，等待联军大部队的解救。
7月27日长江巡阅使李秉衡等几支勤王兵马到达京师，李秉衡的“既已开战、不能言和”再次鼓舞了慈禧的勇气。为提振京师和朝廷的士气，当日下令逮捕言和的太常寺卿袁昶、吏部侍郎许景澄，并于29日将二人斩首弃市。
8月1日清军恢复了对使馆区的炮击，并重新发起攻击。但因荣禄等将领态度的变化，清军这波攻势远没有之前那么猛烈。使馆方面虽然处于绝对劣势，但是仍能固守防线。
8月4日八国联军从天津出发，5日北仓失守。6日上午集结清军主力防御的杨村，只抵抗了90分钟即告沦陷，直隶总督裕禄自杀。
7日李秉衡率各地汇合的勤王兵马出城迎敌，9日接敌后即溃败，11日倍感无力回天的李秉衡服毒自尽。12日，联军占领京师门户通州，当日慈禧召集御前会议，并要求各路败退回京的部队参与对东交民巷的进攻。
为了坚定朝廷和将士们的决心，慈禧在当天处决了主和的户部尚书立山、兵部尚书徐用仪、内阁学士联元，以示自己绝不和洋夷妥协。
按理说这次应该能够拿下东交民巷了，但是朝廷的不少官员、将领并不傻。他们既不信朝廷还能赢，也不信太后真的会不妥协。大多出工不出力，甚至与洋夷暗通款曲，为自己谋后路。
13日病急乱投医的慈禧，电令早已和列强达成“东南互保”的南方督抚们火速北上勤王，结果东南各省以无视电令作为回复。随后慈禧又令兵部收拢京畿兵马在城内各处设防，准备巷战最后一搏。
8月14日八国联军对京师发起总攻，当晚攻破京师外城并推进到使馆区。15日凌晨，联军攻入京师内城，慈禧撇下尚在激战的清军挟光绪西逃。
对于大清而言，战争结束了。在围攻东交民巷的65天里，使馆区内人员亡66人、伤近200人（含躲入使馆区的难民、教民），而对应的清军的伤亡在两千以上。
从前文所述可以知道，除了清军战斗力、战斗素养不如洋兵外，更为直接的原因是清廷和慈禧的态度。因为他们很清楚打不赢列强，就算是把使馆区的洋夷杀尽，能减弱城外的联军一毫么？围攻使馆区的目的始终如一，“以战促和”。
清廷和慈禧希望，列强因惧怕使馆被攻陷而求和；希望使馆区的洋人因畏惧而祈求各自政府与清廷议和；也希望洋夷会因畏惧而主动撤离京师，让列强军队没有入京的理由。只是慈禧和朝廷赌输了，但是付出代价的却是这个国家。
