在這種情況下，鹹豐帝的態度也為之一變。他見英法聯軍兵勢太盛，恐清軍抵抗不住，又怕英法聯軍與太平軍合作，那樣，大清朝百年基業就會毀於一旦。於是，他先是頻頻下令，讓何桂清、薛煥對英、法進行試探，希望能有轉機，但未能奏效；接著他又下令駐守大沽的僧格林沁不得首先開炮，並吩咐直隸總督恒福，若英、法使節前來換約，就對其表示既往不咎，令他們前往北京進行和談。他已經不再要求廢除《天津條約》了。
六月十五日，英法聯軍率領艦船200餘艘、陸軍1.7萬餘人，分別從大連、芝罘出發，中途躲開防守嚴密的大沽，在清軍未設防的北塘登陸。直隸總督恒福奉旨對英、法使節一再照會，希望他們按照美國先例，進京換約，而英、法兩方氣勢洶洶，對此根本不理。僧格林沁已奉旨不得首先開戰，因此也未能乘登陸之敵立足未穩，就對他們予以打擊。英法聯軍在沒有任何障礙的情況下，登陸行動進行了整整十天。二十六日，英法聯軍首先攻占大沽西北的新河，二十八日，又占領了大沽西側的塘沽。至此，大沽炮台正麵雖防守嚴密，但卻無濟於事，而防守薄弱的側背，卻完全陷入敵軍魔掌。僧格林沁見形勢不好，便準備在大沽與敵軍決一死戰，奏請鹹豐帝善保津、京。得知此訊，鹹豐帝大為驚恐。僧格林沁是鹹豐帝最為信賴的，驍勇善戰，所轄之軍是清軍在北方之精銳，若失去此將此兵，清王朝將無人統兵，無人打仗。於是，他親頒朱諭：“天下根本，不在海口，實在京師”，讓僧格林沁如果受挫，立即率部回守天津，以防英法聯軍的進軍，此處可“另擇可靠大員，代為防守”大沽炮台。他還不顧英、法當時決計開戰的態度，自欺欺人，下發了一道諭旨，派大臣前往北塘，“伴送英、佛（法）兩國使臣，進京換約”。
英法聯軍於七月初五開始進攻位於大沽北岸主炮台西側的石疑炮台，守軍奮力迎擊，支持兩小時最終抵擋不住，大多戰死，指揮作戰的直隸提督樂善亦陣亡。僧格林沁見大勢已去，急忙統兵撤離大沽，中途避開天津，直奔通州。大沽南北炮台經營三載，耗資數十萬，安炮數百位，但卻未能在戰鬥中發揮應有的作用。英法聯軍在占領大沽後，於初七朝無兵防守的天津全麵出擊。
鹹豐帝此時隻得再派出大學士桂良和恒福同任欽差大臣，在天津與英法聯軍進行新一輪談判。英、法提出的條件是：增加賠款；把天津辟為通商口岸；承認《天津條約》；公使駐京與否由英方自行決定。英、法漫天要價，大大超過開戰之初。桂良等人根據鹹豐帝的諭旨想進行辯解，但卻遭英、法拒絕，英、法隻許簽字，不容商議。桂良等人要求寬限幾日以便他們奏請聖旨，而英、法又以桂良無“全權”為由，中止談判。二十三日，英法聯軍由天津開始進逼北京。
鹹豐帝此時矛盾重重，進退兩難。他因不能容忍英、法兩國的條件，欲背水一戰，但前方軍情不利，這使之難下決心，七月二十三日，隻得再次派出欽差大臣怡親王載垣帶人前往通州談判；因英法聯軍兵盛，於是他想盡快逃離危險的北京，但又怕顏麵丟失。
二十四日，他下發一道朱諭，稱“朕今親統六軍，直抵通州，以伸天討而大張撻伐”。同時下發僧格林沁請鹹豐帝巡幸木蘭的折片，想由軍機大臣等出麵請求移駕，以此來保全自己的威儀。而大臣們經過仔細討論之後，卻既不同意他親征通州，也不同意他巡幸木蘭。
英法聯軍步步逼近，使談判的地點從天津轉到了通州。至八月初二，欽差大臣載垣等人奉旨,一一接受英法方麵的各項要求。初三，英國使團中文秘書巴夏禮，又得寸進尺，提出進京換約時須向鹹豐帝親遞國書，這下子刺痛了鹹豐帝。自馬戛爾尼使華以來，西方使節覲見中國皇帝的禮儀，一直令清王朝極為不滿。鹹豐帝絕對不能容忍不跪不拜的覲見。
他從曆次談判大臣的奏報中，竟然認定巴夏禮是英方的“謀主”，早就下令載垣等人設法將其及隨從“羈留”、“勿令折回”。於是談判再次宣告破裂，載垣立即通知駐守通州東南張家灣一帶的僧格林沁，采取行動，準備向英法聯軍開戰。
八月初四，僧格林沁率部從半路截獲由通州返回的巴夏禮等39人以示宣戰，並派出2萬大軍與英法聯軍正在推進的先頭部四千人於張家灣展開激戰。結果僧部大敗，退往通州以南的八裏橋。初七，僧格林沁又率清軍約3萬人與英法聯軍5000人，再次於八裏橋正麵交鋒，結果清軍再次遭重創而敗退。在第二次鴉片戰爭中，張家灣、八裏橋兩戰是雙方投入兵力最多、最為激烈的戰鬥。清軍的馬隊在英法聯軍猛烈炮火轟擊下冒死衝鋒，但終因炮火密集、傷亡慘重而敗退，又衝散了跟進的步兵。兩戰的結果，英法聯軍先頭部隊隻是耗盡了彈藥，但兵員傷亡較小；而僧格林沁等部清軍卻人員死傷無數，潰不成軍，完全喪失了戰鬥力。偌大的北京城，失去了最起碼的抵抗力，完全暴露在英法聯軍的兵刃之下。