八国联军在天安门前列队
1900年8月14日凌晨，八国联军对北京发动总攻。俄军攻东直门，日军攻朝阳门，美军攻东便门。上午11时东便门被攻破，部分美军最先攻入外城。英军中午始达北京，攻广渠门，至下午2时许攻入。晚9时，俄、日军各自由东直、朝阳破门而入。
英人当日记道：“日本人和俄国人所面对的满城城墙，高六十英尺。顶部宽四十英尺，”“城墙的顶上聚集着军队，这两支军队整天都被阻截住。作了无数次用强烈棉炸药轰开城门的努力，但是，每次派人去点燃引信时都被打倒了。这样持续到日本人和俄国人都各遭到了一百人Bei打死的损失。”美军攻打东便门时，“城墙只有三十英尺高，九英尺宽”，且“离中国人的火力较远”。于是美军“决定从城墙的角上用梯子爬上去，第九步兵队一些人带着星条旗爬了上去”。不过，虽然这是首先进入北京外城，“他们暴露在从满城城墙上射来的令人苦恼不堪的炮火之下”。中午，英军向宣武门冲击前进，“在十到十二发炮弹放出之后，城门就打开了”。
15日，八国联军向北京内城及紫禁城进攻，美国人说：“已经决定攻打皇城，沙飞将军就命令美军在前门集中。在十五日早晨七点三十分左右，在前门上面内城城墙上架了四门大炮，”“三门大炮瞄准西边一又四分之一英里的顺治门，敌人的步兵和可怜的炮兵正在那儿开火。另一门炮正对准皇城。”当联军冲开天安门向皇城的第二道城门进攻时，“遭到城墙上、城楼上猛烈火力的攻击”。这日，炮声不绝，齐向内城轰击。美军在正阳门上发炮，前三门内火烟滚滚。及夜，北望城内，半天通红，照耀如昼。深夜子时，“闻排枪不绝，正官兵在天安门接仗”，“以洋兵炸炮力猛，势遂不支，收队入午门”。清军虎神营守后门、景山一带，列阵而待，黎明之时，“与洋兵鏖战许久，阵亡士卒甚多，尸横遍地。炮火来去，将后门轰毁，波及两旁房屋，尽成劫灰”。守安定门的是前吉林将军延茂，知大势已去，遂下城。“于是京师内九门全为英、日、美、俄四国所得，而树其旗帜矣”。清军在各街道与联军巷战，联军与清军交战一日，彼此均不甘休，日、俄、英各军渐渐驱逐清兵退至西北两方。美军则带炮兵进攻皇城南门，“当即毁去数门”。
16日，清军继续在京城各处激烈巷战，目击的美国人说：“有数千人自前日下午，已藏于宫墙之内，以候机会。中国枪弹亦甚猛烈，予由破裂倾斜之门跑进，心中跳动不已。”“有中国死尸在地，此皆性质坚毅，遇攻不退，死而犹烈者也。”法国大主教樊国梁当日记道：“街上防垒甚多，皆以米袋为之。除拳匪及屋内官兵不计外，街上驻守之官兵其数至少也达一千五百，皆持快枪。”
早7时，日兵、法兵救援西什库教堂，在西华门与清兵激战，清兵战死800人，法兵死2人，伤3人。10时许，法公使、提督皆在西什库教堂与樊主教相见，“互庆余生，拥抱为礼”。该教堂被围两月余，“共死教民四百人，地雷炸死小孩七十六口，法兵死十人，意兵死五人。”至晚间，八国联军占领北京全城。
各国司令官“特许军队公开抢劫三日”，北京陷于空前的痛苦之中，这是中国首都数百年来首次为外国占领军洗劫。
日本人植松良二之现场报导说：“巍然之橹楼，为联军击碎烧弃，已失数百年来巍奂之美观，旧迹留者，仅一二耳。城内外惨遭兵燹，街市毁失，十分二三。居民四面逃遁，兄弟妻子离散，面目惨淡。货财任人掠夺者有之，妇女任人凌辱音有之，不能自保。此次入京之联军，已非复昔日之纪律严明。将校卒军士，军士约同辈，白昼公然大肆掠夺，此我等所亲见。计京城内富豪大官之居宅，竟无一遭此难者，决非过论。”“并将内外银库所贮银两，及钱法堂存贮新铸制钱数百万串，禄米等仓存贮米石，均皆搬运一空。”“并闻内廷各宫殿及颐和园内陈设，均已搜掠罄尽云。”
时人报道说，各国洋兵“俱以捕拿义和团、搜查军械为名，三五成群，身跨洋枪，手持利刃，在各街巷挨户踹门而入。卧房密室，无处不至，翻箱倒柜，无处不搜。凡银钱钟表细软值钱之物，劫掳一空，谓之扰城。稍有拦阻，即被戕害”。瑞澄在家书中称：“各国洋兵已满九城，火光冲天者三日夜，地安门桥以南烧尽，西四至西单烧尽，朝阳门楼、前门楼均烧化为乌有。”
瓦德西给德皇报告称：“所有中国此次所受毁损及抢劫之损失，其详数将永远不能查出，但为数必极重大无疑。”“又因抢劫时所发生之強奸妇女，残忍行为，随意杀人，无故放火等事，为数极属不少，亦为增加居民痛苦之原因。”
联军洗劫紫禁城、三海、皇史城、颐和园等。天坛损失祭器1148件，社稷坛损失祭器168件，嵩祝寺丢失镀金佛3000余尊、铜佛50余尊、磁佛13尊、磁瓶12对、镀金器物40件、银器7件、铜器4300余件、锡器58堂件、幢幡70堂首、锦缎绣品1400余件、竹木器110余堂份、墨刻珍品1600余轴、乐器100余件。六部九卿等各衙署俱被各国军队占为营房，疯狂洗劫。銮驾库丢失辇乘21乘、銮驾1373件、车轿12件、玉宝2件、皇妃仪杖282件、皇嫔彩杖84件、新旧云盘伞各1件、锦缎旗面133件、象牙9只、象鞍2盘、战鼓2面、更钟2架、静鞭2件以及随什物若干。翰林院丢失数万册经史典籍，《永乐大典》又失去307册，钱法堂的数万串新铸铜钱、太常寺的金钢祭器、光禄寺的金银餐具，均被洗劫一空。日军从户部银库抢走300万两银子和无数绫罗锦缎，从内务府抢走32万石仓米和全部银两。仅各处库款所失约计银6000万两，其它典章文物、国宝奇珍的价值难以估算。
各王公府第也极力诱人。法军从礼王府抢走银子Z00余万两和无数古玩珍宝，又从立山家里抢走365串朝珠和约值300万两白银的古玩。日军从宝均府中抢走藏在井中的30万两白银，据内务府奏：“皇宫失去宝物2000余件，内有碧玉弹24颗、四库藏书47506本、金时辰钟2具、李廷圭墨1台、琬挺大屏4扇、玉马1匹、《发逆玺印》1本、真墨晶珠1串、发逆林凤翔、洪宣娇牙齿l合。至于民居、商号、店铺受损无从估计。
入城之初，八国联军即包围各坛口搜捕义和团，仅在庄王府一处即杀团民1700多名，甚至凡遇中国人就放枪击杀。法军将一群中国人逼到一条死胡同里扫射15分钟，直到没有一个活人为止，使馆人员也以个人为快事，进行杀人竞赛。北京街头尸积如山，联军驱逐华人清理处尸后，又把清理者全部击毙。
