河水太淺，木船太小，為使木船能夠浮起來，聯軍放棄了所有的重炮，隻保留了輕型野戰炮和馬克沁式速射機關槍。
聯軍士兵雖然多是艦隊水手，但駕駛中國式木船，看來很不熟練。而且，他們不得不進行被動的運動戰。
這是一次奇怪的運動戰。毫無疑問，此時的中國軍隊和義和團，占盡了天時、地利、人和，運用此種戰術，也確實把聯軍整得很狼狽，但其成效是否大大地打了折扣呢？
璧閣銜《在華一月記》寫道：
沿河岸散布著許多有樹的村莊……幾乎每一個村莊都被義和團占據著……這些處陣地，由於有高大的有土牆的房屋，樹木叢生，而且四處全是無樹地區，是很容易防守的。我們得到的第一個教訓是：攻擊比防守一定得準備多損失掉四五倍才行。我們必須攜帶機槍和輕型野戰炮參加戰鬥，因為義和團有三磅炮、六磅炮、機關炮、大型土製抬槍，而且經常有防禦工事保護著。我們的左翼也常遭到清軍騎兵與馬拉炮隊（12磅炮與15磅炮）的騷擾……他們經常從鐵路路基處向我們開炮……我們不能不用一支海軍陸戰隊的加強分隊來保護我們的側翼。這支海軍陸戰隊因之常常處於火力圈內，損失慘重。
這樣，在聯軍撤退的頭3天內，以傷亡90人的代價，退至天津西郊。21日，聯軍進行了夜行軍，下午4時，到達西沽，隔河相望，對麵竟是一座中國皇家武庫！
這一天，是清政府下詔與各國宣戰的日子。很難想象，在北京的大門口，在那個存放著戰爭最為緊要的武器和戰略物資的軍火庫，竟然隻有一些義和團在守衛著！
西摩聯軍已被一路之上的運動戰消耗得疲憊不堪。但他們僅出動了100多人，便越過河流，占領了武庫。幾乎沒發生戰鬥。隨之大部隊也淌過河流。
已經丟盔棄甲，甚至可以說是甕中之鱉的西摩聯軍，就這樣忽然有了喘息之機。
西沽軍火庫周圍，地勢廣闊，軍火庫內，各種新式大炮和槍枝彈藥一應俱全，還有15噸大米，甚至有醫療用品，“需要量遠比最初所預計的要多得多。”
於是，西摩聯軍加固了防線。軍火庫中最安全的地方被打掃幹淨並改成醫院，隨軍的230名傷病員得到了初步的救護。口徑4英寸大炮、一磅火炮，以及大清朝原裝進口的德國克虜伯炮，架在了早已備好的炮台工事上。等到大清朝武衛前軍提督聶士成聞訊，派出7個營兵力把軍火庫包圍起來的時候，由眾多的大炮所保衛的武庫，已經守衛得鐵桶一般。
戰鬥再次開始了。這一次，是聶士成軍對西摩聯軍的攻堅戰。在連續3天的猛烈進攻中，西摩聯軍的傷亡人數又增加了140人，但聯軍陣地堅如磐石，始終未能攻克。
攻防拉鋸戰鬥就這樣繼續進行著。這裏，距天津城區僅有幾英裏，但，聶士成軍攻不進來，西摩聯軍也殺不出去。
西摩派出的所有信使，不是被殺，就是逃回來。確有一個信使成功地到達了天津。但他被捕了，被綁在樹上。夜晚，聯軍向天空放射出彩色危急求救信號彈。但他們不知道，在他們出發前還在大沽口外軍艦上的八國聯軍，是否已經占領了大沽炮台，並已進入天津城――他們是否能飛速趕來，解救他們逃出虎口呢？
這天，是6月24日，中國政府向各國宣戰後的第3天。
真奇怪。17日淩晨便攻克大沽炮台的八國聯軍，似乎並不急於前往天津、北京救援，此後4天，他們滯留在大沽口和塘沽車站，一直在做著善後工作――派士兵帶領俘虜清除屍體，並把屍體投入河中；但潮水又把發臭的屍體漂回來，於是又打撈上來，埋掉；還有就是銷毀軍火，加強炮台防禦。直到21日，得知中國方麵向各國宣戰的消息，聯軍大部才開始離開大沽口，到達塘沽車站，開始向天津方向進軍。
讓我們簡單分析一下6月20日宣戰後，中國方麵和八國聯軍方麵各自的軍事實力、戰略任務。
中國方麵的任務是：
（1）為保衛首都，攔阻已向北京進發的2000名西摩聯軍，這一目標應該說已經達到；但還要阻止其撤回天津租界，這一任務正在進行中。
（2）為守住北京大門，要在塘沽車站和天津車站（老龍口）之間嚴密布防，切斷塘沽與天津租界間的敵軍交通線，阻止大沽聯軍支援租界，這一戰略目標剛剛開始執行。
（3）圍攻天津租界。
針鋒相對，聯軍的任務正好相反：
（1）西摩聯軍要突破重圍，盡可能地保存實力，安全撤回天津租界。
（2）大沽聯軍要打通塘沽至天津城的交通線，守住天津火車站，以便後續援軍從海上源源而來。
（3）到達天津後，其最首要的任務是解除中國軍隊對租界的包圍。
那麼，雙方的軍事力量如何呢？
中國方麵：聶士成武衛前軍10營、淮軍練軍3營，共計清軍正規軍6000多人，尤其聶士成的武衛軍，武器裝備由德國引進，士兵由德國教練訓練，應該說，是一流的陸軍勁旅。另外，在天津，此時集結義和團足有3萬人，並仍然源源不斷地增加著，配合清軍作戰。
聯軍方麵：堅守在白河（今海河）左岸老龍頭車站（今天津車站一帶）的俄國軍隊1700人；駐紮在白河右岸租界內的聯軍300人，共2000人。
僅以正規軍計，中國軍隊數量是聯軍的3倍；若加上義和團，則超過數十倍。而且，不僅兵力，武器裝備上，中方也明顯占有優勢。
是這樣的力量對比！真不幸，一周後，到6月27日（宣戰後第6天），聯軍的3項戰略任務悉數完成，而中方的3項戰略目標如水中撈月！
在此期間，義和團所起的作用容當後敘。僅從聶士成的正規軍來看，不能說他們作戰不勇敢。俄國隨軍記者揚契維斯基在《八國聯軍目擊記》一書中描述道：
中國人毫不吝嗇彈藥，時刻都在摧毀租界、我們在車站旁倉促修築的脆弱工事以及戰壕、內堡和街壘。中國炮兵熟悉地形，善於打炮。他們不是把炮彈發射到租界的各個地方，而是選好某一個點，對著這個方向發幾炮。如果他們看到炮彈準確命中，出現黑煙、著火和樓房倒塌，那麼，他們就對準那個地點再發射兩三炮，然後再選擇新的方位。中國人用的是普通的弧形榴彈，它能摧毀磚石牆，它的碎片能破壞一切碰到的東西。中國人還使用普通火藥的爆破榴彈，它會炸開建築物，引起火災。
如此凶猛的火力，如此強大的力量，為什麼竟未能完成作戰任務？一個原因是：中方的作戰技術及軍事指揮能力，遠遠不及對方。甚至可以說，以多出對方3倍（不算義和團）的軍事實力，竟然顧此失彼，使要進攻的3大戰略目標，盡皆半途而廢。
最初，中國軍隊首先要拿下的目標是租界區。3萬義和團和聶士成武衛前軍7營6000人，大半兵力投入對租界的進攻。此時，租界守軍不過300人！而且，所謂租界區，不過教堂和領事館，除了樓房，無險可守。
此時，距宣戰還有4天，6月17日，中國軍隊就開始進攻租界，到23日，整整一周時間，幾乎天天就是放炮，真正的進攻屈指可數，毫無成效。
就這樣，到21日止，租界守軍傷亡200人，困獸之鬥，難乎為繼。租界指揮部長歎一聲，他發出了“準備撤出天津”的命令。