盡管如此，英國還是覺得有必要聯合美國。於是從1857年3月起英國駐美公使那比爾開始與美國國務卿卡士祿談判。主要是要美國政府合作對付中國，美國在華文武官員與英、法兩國聯合行動。那比爾還將英國政府頒給包令的要求修約的訓令，以備忘錄的方式，告知卡士祿。雙方談判持續了一個月，結果也不能令英國人滿意。因為美國不反對英、法兩國共同出兵，但是受體製的限製，美國政府無權決定對外作戰；隻派一名全權公使赴中國，單獨與中國定約。美國拒絕參加聯合軍事行動，自有其如意算盤。美國考慮自己享有最惠國待遇，一旦中國與英、法修改條約，就可以坐享其成，何樂而不為？如果派遣軍隊到太平洋彼岸去，就會靡餉勞師，等於是做一筆賠本買賣。所以有人形容美國人隻派全權公使到中國的做法，恰如派一個人手提籃筐，站在碩果累累的果樹下，等待著夥伴從樹上搖落果實，裝入自己的籃筐，倘若果樹主人不滿，進行幹涉時，便可以權做調解人，以平息雙方的爭端。
美國人的精明之處還在於善於揣摸清王朝統治者的心理，巧妙地提出和好修約等要求。巴駕在給葉名琛的一份照會中就說：如果清朝政府與英、法、美、俄四國正常往來，相好無擾，則中國從今往後各省叛亂可絕，沿海賊匪可除，永固邦本。否則，內外叛亂不斷，盜賊日增，又與別國縻戰，使得百度俱乘，萬利俱廢，王朝統治不穩，豈不可惜。當時，以太平天國農民起義為代表的民眾鬥爭給清朝政府以沉重的打擊，封建統治者們最擔心的正是內憂加外患威脅王朝統治，“中原未靖，豈可再起風波？”盡管清朝封建統治者麵臨無法擺脫的困境，但是鹹豐皇帝，以及相當多的王公大臣、政府高級官員一直不敢相信外國侵略者會幫助他們鎮壓太平天國農民起義。
1857年4月，美國政府任命列衛廉為駐華全權公使。他肩負的外交使命就是與英、法兩國駐華公使積極配合，擴大美國侵略權益。英、法兩國對美國不參加聯合軍事行動而深感遺憾和失望。不過，英、法兩國既然已經挖空心思地尋找戰爭借口，就不會因為美國的態度而放棄軍事行動。為了使拖延了很久的修約問題得以解決，英、法兩國分別將交涉大權交給各自的全權大使。英國政府任命額爾金伯爵為全權大使，法國政府任命葛羅為全權大使。額爾金得到的訓令是要他向清政府提出：
（1）對英、法臣民的損害賠償；
（2）在廣州和其他各地完全執行條約的規定；
（3）最近變亂中的損失賠償；
（4）英國公使常駐北京並承認他有直接與那裏的高級官員行文的權利；
（5）爭取商業上更多便利為目的而作條約的修正，如增辟口岸以及準許中國商船前往香港。葛羅接到的訓令除強調取得馬神甫被殺事件的賠償，傳教士將來要有更大的安全外，大致也是命令他提出同額爾金性質相同的要求。
額爾金於1857年4月離開倫敦，在巴黎停留了四天，與法國政府共謀侵略中國，擴大戰爭。7月1日，額爾金到達香港，立即著手部署對清政府采取軍事行動的有關事宜。可在這時剛剛接受任命的法國全權大使葛羅尚未從巴黎起程，額爾金便函告葛羅為了與法國同僚合作，他已經暫緩前往天津的行期，希望能在9月25日以前與葛羅在上海會麵。更何況為了應付印度因發生兵變而出現的緊張局勢，額爾金早已將派往中國的軍隊改調印度，從而使他的對華軍事行動被迫延擱。至於積極響應英國人的法國海軍也沒有完全準備好，直到1857年底才到達中國海麵。顯然，這個季節白河已經開始結冰。
12月12日，在寫有“免戰”兩字的休戰旗下，葉名琛收到額爾金和葛羅的最後通牒。英國人提出在同北京談判之前，要進入廣州，占領河南和沿江炮台及其他無理要求，法國人則特別強調馬神甫被殺以及法國人和被保護者損失的賠償問題。他們還限葉10天內做出令人滿意的答複。葉名琛不僅否定了洋人的進城權，而且還指出修約也是沒有正當理由的。馬神甫的受審和處刑則是正當的。至於賠償損失，法國人應向英國人去要，因為廣州的混亂是英國人直接造成的。
雖然葉名琛按照自己的一貫原則駁斥了英、法兩國的無理要求，但是他對於局勢將如何進一步發展變化確實毫無把握。可是他料想英、法兩國不會突然間發起進攻。一年前，英國侵略者炮擊廣州城後，葉名琛曾采取了一些備戰措施，但是在廣州恢複平靜以後的幾個月裏，防範又鬆懈了。特別是他在香港的探子曾送來密報：11月下旬英國女王命令萬萬不能妄動幹戈。由此他推斷英國人要求中國賠償，不過是因為印度兵變使其窮乏至極，想用中國的賠款稍濟其急罷了。所以他想英國人和法國人一定是虛張聲勢。而一條乩語又給葉名琛以極大的心理安慰。他的父親有些學問，尤其喜歡扶乩，篤信占卜。葉名琛將父親接到廣州後，特意在廣州觀音山麓建了一座精舍，名為長春仙館，供奉呂洞賓、李太白兩位仙人，讓父親在此修身養性，以占卜扶乩為樂。一天，葉名琛的父親忽得一乩語，謂過了12月30日（十一月十五日）便可無事，於是馬上告知葉名琛。平安無事自然是葉名琛求之不得的了，他喜出望外，真的相信這種自欺欺人之談是上天的預言了。他甚至十分樂觀地認為“姑待之，過十五日，必無事矣”，根本不做軍事準備。
西方來的基督徒們可不受東方“上天預言”的控製。12月26日，英、法侵略者送來了最後通牒，重申以前提出的五項要求，限24小時答複。葉名琛也沒含糊，當即表示“通商可行，餘皆不準”。或許，他還迷信著那句讓他心裏踏實的乩語。然而英、法侵略者豈肯善罷甘休，從12月28日清晨開始，全麵進攻廣州城。廣州隨之失陷。
當廣州淪陷之後，曾一度謠傳葉名琛已經逃走，有的說是已經自殺。但是巴夏禮獲得密報，知道葉名琛正躲藏在粵華書院，遂率領100餘名英國兵於1858年1月5日前去搜尋。等他們趕到書院時，早已是人去樓空，僅見一位老者在那裏看書。經過嚴厲詰問，老者說葉名琛五天前就離開書院了。英國侵略者不肯就此罷手，將老者押到巡撫衙門。為了討得主子的歡心，這時已經成為英、法侵略者傀儡的柏貴竟然說出葉名琛的藏身之地，還派人領到左都統署尋找。他們一窩蜂似地衝向左都統署，撞開緊閉著的大門。這時正在署中的左都統雙齡自稱是葉名琛，英國侵略者知道他是有意冒充，所以並不理會，開始大肆搜尋起來，最後在後園八角亭內找到葉名琛。
葉名琛被俘後，巴夏禮叫他隨警衛前往侵略者司令部，他突然發問：“你是什麼人？竟敢用我的語言對我講話？”在侵略者的司令部中，葉名琛仍身著朝服，頂戴花翎，端坐在太師椅裏。盡管已經成了侵略者的階下囚，他依然不卑不亢。當天晚上，他被押上“無畏號”軍艦，泊於白鵝潭。他說，他上船來是為了會見額爾金，但是不知道額爾金是否如約來會，他決不再等候了。“無畏號”移泊香港時，包令曾去看他，請他題字，遭到拒絕。直到此刻，葉名琛還以為額爾金是想求他簽訂約章而出此下策，所以做好進行外交鬥爭的準備。可是他在“無畏號”一天天地空等待，也沒有任何結果。因為英國人非但無意與他談判，簽訂約章，反而覺得用一艘有用的船囚禁葉名琛，不值得，正考慮將他送出中國。在額爾金看來，加爾各答對於葉名琛來說是再合適不過了，這裏逃跑的機會很少，無須嚴格管製。