在27日，租界聯軍先用大炮猛轟海光寺和南機器局，武衛前軍營官潘金山令營兵潛伏不動，待敵進入火力圈內，立即以排槍開火，將敵打退，敵又衝來，反複衝殺，打死打傷聯軍多人。這時，從紫竹林衝出聯軍2000多，武衛前軍統領姚良才，恐潘金山有失，調來援軍，正在激戰時，聯軍又從軍糧城方向開來騎兵千餘人，包抄夾攻清軍。清軍毫無懼色，頑強抵禦，戰鬥十分激烈，潘金山右臂被槍彈洞穿，裹創力戰。下午3時，敵炮打中東機器局，彈藥庫起火，聯軍乘火勢衝進，占領東機器局。此戰敵人傷亡較大，清軍傷亡300多人。聯軍增援部隊以重大代價突破守軍攔阻，進入紫竹林租界，打通了津沽的通道，後續部隊陸續到達，租界聯軍達7000人，但租界之圍仍未解除。
暫且不說天津城的保衛戰，此時的被北京城也是處於一片混亂之中！在6月11日的廊坊大捷傳入北京城之後，在6月13日，義和團進入內城，當天燒毀孝順胡同亞斯立堂、雙旗竿（今外交部街西口外）倫敦會、八麵槽（王府井）天主教東堂、燈市口公理會、東四五條西口的美國福音堂、交道口二條長老會、鼓樓西鴉兒胡同長老會、西直門內天主教西堂、西四羊肉胡同基督教堂、石駙馬橋安立甘會、宣武門內天主教南堂共11所教堂。有3200名天主教徒逃入（有42名法兵占據）天主教北堂，2000多名基督教徒逃入東交民巷的使館區。拳民在北京放火燒掉教堂和一切與西洋有關的事物。
在6月16日，前門一帶約千家（一說四千家）商鋪因老德記西藥房大火而被燒成廢墟，正陽門樓、北京24家鑄銀廠也遭燒毀。義和團成員同時四處破壞教堂攻擊教民，莊王府前大院被當成集體大屠殺的刑場。除了屠殺教民外，義和團更濫殺無辜，誣指許多市民（包括許多婦女小童）為白蓮教而燒死戮死，如據當時目擊者記載：“鄉民適趨市集，七十餘人悉縶以來；偽飾優伶冠服兒童戲物，指為白蓮教；下刑部一夕，未訊供，駢斬西市。有婦人寧家，亦陷其中，雜誅之，兒猶在抱也”；也有被公報私仇而殺者，如扶持義和團的莊親王載勳、端郡王載漪的好友副都統神機營翼長慶恒一家大小十三口因被尋仇於七月初被全部殺害。
而義和團民的不同派別也互相武鬥殘殺。義和團、京師禁軍和甘軍也肆意奸殺婦女，不計其數。除了屠殺*外，義和團及清軍也擄掠洗劫商戶平民，並將贓物公開拍賣。當時的權貴之家也不能幸免，如吏部尚書孫家鼐、大學士徐桐的家都被搶掠，徐桐（時年八十）更被義和團民拖出批鬥。是日慈禧召開禦前會議後，一度發出勒令解散拳民的上諭。
不過在6月17日，聯軍攻占大沽口炮台。慈禧收到此消息的同時，得到虛假情報，以為外國的要求她歸政於光緒。慈禧態度作出一百八十度轉變，轉為支持義和團及向洋人開戰。命剛毅、載漪、載勳、載濂、載瀾統領義和團，載勳任步軍統領九門提督。
而，在6月20日，德國駐華公使克林德（KlemensFreiherrvonKetteler）代表各國前去總理衙門要求保護，途中被清兵伏擊（由於克林德曾經槍殺義和團眾，此次行為被認為是報複）；釀成戰爭的導火線。6月21日，清政府以光緒的名義，向英、美、法、德、意、日、俄、西、比、荷、奧十一國同時宣戰。
清廷向各國宣戰的同時，也懸賞捕殺洋人，規定“殺一洋人賞五十兩；洋婦四十兩；洋孩三十兩”。義和團及朝廷軍隊圍攻各國在北京的使館。使館區內被圍人數約3000人，當中約2000為尋求保護之華人；400人為外國男性平民，147名婦女及76名小童。另有士兵、水兵及陸戰隊共409人，武裝有3挺機槍及四門小口徑火炮。各國在準備以武力解救使館的同時，各使館築起防禦工事，由英國公使竇納樂負責指揮抵抗。
6月25日，清廷當權派載漪、載勳、載濂、載瀅四兄弟率義和團六十多人直奔瀛台欲弑光緒，被慈禧太後阻止而未果。
(本章完)