根据《纽约每日论坛报》的报道，1859年9月16日，英军在天津海河失利的消息传到了英国。英国首相帕默斯顿没有召集议会，而是致信法兰西第二帝国的统治者拿破仑三世，并与这位独裁者讨论对中国进行新一轮的“盎格鲁—法兰西远征”（Anglo-French Expedition）。拿破仑三世对英国的“邀请”作出的反应是，“感谢女王陛下将发生的事情告诉他们，感谢英国为远征中国所作的准备”。
在三个月的时间里，英国的港口和兵工厂如火如荼地进行准备，并采取措施往中国调动炮兵、军需物资以及炮艇。除了海军，还派出了大量陆军。“就这样，政府在未与议会沟通意见的情况下发动了一场大规模的远征”。
在英国，不少内阁成员对未与议会沟通就发动战争的行为持强烈反对态度。在1857年的下议院的辩论会上，财政大臣威廉·格莱斯顿在提到波斯战争时曾愤怒地表示：“未咨询议会就发动战争的行为彻底与这个国家的惯例相悖，是危害宪法的行为，绝对需要下议院的干预。”
帕默斯顿的确是一位极有手腕的政客。正如《纽约每日论坛报》所评论的：“他利用议会的权利对抗王权，又利用君主的特权对抗议会，还利用议会和君主的权利对付人民。他有魄力在同一行动领域重复危险的行动：第二次中国战争遭到议会谴责，又不顾议会再次发动中国战争。”
而格莱斯顿则被证明是“道貌岸然的人”。对于帕默斯顿在未经议院表决就擅自发动的第三次中国战争，也就是第二次鸦片战争的第二次远征，这位财政大臣持支持态度。
与此同时，英国政府又在一份枢密令中表示，维多利亚女王希望在1856年签署过《海事法》（Maritime Law）的奥地利、法国、普鲁士、沙俄、撒丁岛、土耳其等国在英国与中国交战时保持中立。
万事已然俱备。1860年夏，英法联军的173艘战舰从香港和上海出发，沿海岸线北上。这些战舰上共载有17700名士兵，其中11000名由英国的格兰特将军和额尔金勋爵指挥，其余6700名由法国将军蒙托邦和刘易斯·格罗斯指挥。他们很顺利地攻占了烟台和大连，封锁了渤海湾。7月底，他们开始了对天津——天子渡河之地、国都北京之卫城——的入侵。
根据美国《纽约时报》的记录，1860年7月30日，“英法联军舰队在距离海河口大约9英里的地方泊定……8月1日开始登陆。法国人光荣地抢在英国人前面跳入海里，他们的膝盖被深淹在泥浆之中。英国人则等到潮退了一些，条件更好的时候才登陆。第二天，中国人先前已经放弃的北塘村的堡垒被联军占领。他们没有遇到任何抵抗，许多炮舰在北塘河占据了位置”。
清军在海河部署了重兵。通往大沽炮台的道路，是一条两到三英里长、大约16英尺宽的的堤道。堤道的左右两旁都是沼泽地。“左边的沼泽地非常软，右边的稍硬一些，但是，只有在干燥的天气中，才勉强可以骑马通过……在联军右方约4英里的地方，有一个兵力约四五万的中国军营，远处还有一个4万兵力左右的中国军营”。
英法联军的计划是，先袭击右方的清军，然后从侧翼攻击清军的军营和堡垒。但是，因为遭遇到暴雨，袭击的时间被迫推迟。“如果长时间地推迟，很多疾病将接踵而来，不仅包括沼泽地引发疟疾，还包括从英国运输船扔下来的马和牛的尸体——它们随潮水来回漂流——而引发的恶臭”。
让英法联军感到惊讶的是，清军没有任何动作，相反，“中国当局非常友好，并送来大量水果和新鲜供给品”。
但中国当局的示好并没有阻止英法联军的进攻。根据《泰晤士报》的报道，8月21日早晨，英法联军袭击了大沽炮台的大北炮台，负责指挥的是格兰特将军。英法联军的战术是，在用大炮炮轰大北炮台的同时，调派4艘英国炮船和4艘法国炮船在北岸行动，以吸引大北炮台的注意力。
英法联军拥有的先进武器中，阿姆斯特朗炮值得一提。这种火炮是1855年研制出来的新产品，“它的杀伤力十分巨大。这些炮弹打穿并炸裂了大北炮台的围墙，爆炸声地动山摇”。大北炮台被攻克之后，其余炮台也相继投降。天津失守。