山东义和团的迅猛发展，引起在华各国势力的恐慌。驻扎胶州湾的德国军队出兵到胶州、高密、日照等地，焚毁村庄、抢劫城镇枪杀居民。英、美、意等国驻华公使也向清政府施加压力，要求清廷下令取缔义和团。光绪二十五年（1899）年底，美国公使唐格向总理衙门提出了撤换毓贤的要求，清廷迫于压力，申斥毓贤对义和团镇压不力，将之调任山西巡抚，由袁世凯接任山东巡抚。袁世凯上任后，立即发布了《禁示义和拳匪告示》，不承认义和团具有合法性，规定：不仅练拳，就是赞成义和拳的，都要被杀。随后依仗他统带的武卫右军和扩编的武卫军先锋队马步炮队共二十营兵力，对活动于山东黄河北岸的义和团发起进攻。先后斩杀了王玉振、王文玉、孙洛泉等义和团首领，消灭十多部义和团，光绪二十六年（1900）春，山东义和团运动告以平息，义和团运动的中心移到了直隶省。
早在两年前，直录南部威县，曲周、景州、阜城义和拳就已经开始活动，许多村庄建立拳厂、练习拳术，并逐渐向北发展。与教会和官兵多次发生冲突。此时，直隶总督裕禄根据上谕发布《严禁义和团》的告示，宣布“招引徒众，私立会合，演习拳棒，均属违禁犯法”，“再有设厂练习拳棒，射利惑民悖事，即由地方官会营捕拿，从严惩办。”此时总理衙门也对此忧心忡忡，电令裕禄，“此事关系紧要，务须赶紧严密查办，免滋事端。”于是裕禄派出官兵，分路对义和团进行镇压。然而，义和团运动不仅没被镇压下去，反而愈演愈烈，势力扩展到直隶全省，直逼京城附近地区，甚至在京城内和直隶总督所在地天津，也已经有自称义和团的人开始活动，沿街练拳，招收徒弟。
消息传到清廷，有官员主张对义和团用兵讨伐极其危险，应采取安抚政策。是年四月初，监察御史郑炳麟上奏，主张在直隶、山东派道府大员当“团练局总办”，选择乡绅做“团总”，收编义和团，把义团改造为官办的团练。这个建议遭到裕禄和袁世凯的反对。一时间清廷陷入对义和团是“剿”还是“抚”的两难境地。
四月初，涞水、定义、新城、涿州、易县等地的义和团同教会势力发生冲突，焚烧了当地的教堂，随后裕禄派军队前往镇压，遭到义和团的顽强抵抗，淮军副将杨福同被打死。裕禄随即又派提督聂士成所部的武卫前军赶去镇压，又遭到义和团的抵抗。义和团以“反洋”的名义破坏了芦保铁路，阻止前来镇压的清军。继而相继焚毁了高碑店、涿州、琉璃河、长辛店、芦沟桥的火车站，京津铁路上的丰台站和机器制造局也被捣毁。五月初，义和团拥进涿州城。
慈禧太后见形势十分紧迫，就派协办大学士刚毅和刑部尚书赵舒翘、顺天府尹何乃莹到涿州方向去进行招抚，向义和团宣布朝廷的“德意”。刚毅等人到涿州一带后，感到义和团势力极大，不能进行剿杀，于是向朝廷报告，主张撤回聂士成的部队，采用劝导、晓喻的办法解散或收编义和团。
正当刚毅等人在涿州一带活动时，京城内的义和团活动越来越频繁，声势也越来越大。小股外县拳民陆续涌人北京城，城内居民也纷纷加入义和团，出现了以义和团名义出现的反对洋人的揭帖，公开设立坛棚，焚烧外国人的教会房屋，并围攻西什库教堂和东交民巷使馆。朝廷屡次下令解散、严禁、缉拿，均无济于事，到了不能控制的局面。与此同时，天津城内义和团活动也十分频繁，烧毁教堂，进攻紫竹林租界，捣毁监狱，释放犯人。这时裕禄不得不改变手段，由高压转为安抚，以总督名义邀请义和团首领张德成，并用轿将他抬到总督衙门。
这年四月，英、美、德、意已派兵船驶入大沽口，随后，英、美、德、法四国公使先后向总理衙门发出照会，要求清政府采取措施迅速剿灭义和团。不久，十一国公使又以外交使团名义照会清政府，要求严禁团民练拳设堂，传布揭帖，并命令各国的大沽口的海军准备登陆。五月二十八日，驻北京的各国公使举行会议，决定立即以保护使馆的名义调兵来北平，并将此决定通报给总理衙门。经过一番交涉后清政府退步了，经慈禧太后批准，总理衙门同意各国立即派兵入京，要求兵数少一些，随后又通知裕禄，为从塘沽登陆经津人京的外国军队准备火车。几天后，英、俄、德、法、日、美、意、奥等国海军陆战队四百五十人，分两批到达北京，另一支外国联军六百多人，由塘沽登陆开进天津。六月十日，八国联军二千多人，在英国海军中将西摩尔的率领下，由天津向北京进发。裕禄虽想阻止他们，但联军仍然取得了所需的机车和车厢，开始了八国联军侵华战争。一路上，联军遭到义和团的反抗。义和团拆毁铁路，致使联军四天里才走了一半路。抵达廊坊。一天早晨，义和团在廊坊车站袭击联军，几天后又再次袭击。此时去往北京的铁路已被破坏，联军只好退回天津。
六月十六日起，慈禧太后召集大臣，连续四天举行御前会议，主剿主抚两派争执不下。权衡利弊，慈禧太后决定宣战，“大张挞伐，一决雌雄。”但是，“宣战上谕”内容极其含糊，令有些属下不知所措。同时，慈禧又面谕李鸿章，让他去向各国保证对义和团要“设法相机自惩办。”由此，义和团受到内外夹困。
正在朝廷举行御前会议期间，联军以朝廷当局“并不倾力剿办”义和团为借口，炮轰大沽口炮台，并迅速将其占领。随后又水陆并进，进逼天津，义和团与之顽强作战，双方激战一个月之久，此时聂士成的部队加入了反抗联军的战斗。义和团曾一度占领了紫竹林租界。在激战中，联军投入上万人的兵力，而清军主力却按兵不动，致使义和团力单难支。七月十四日，天津被联军攻破。与此同时，北京义和团向东交民巷使馆发起进攻，相继烧毁了比利时、奥地利、荷兰、意大利四国公使馆，连续围困各使馆五十六天。八国联军攻陷天津后，于八月初向北京进攻，遭到义和团的阻击，但清军却节节败退，致使联军前进速度很快。八月十四日，联军攻占北京，慈禧太后率王公大臣仓皇出逃，义和团被迫退出北京，在八国联军的镇压下，义和团运动终遭失败。
《辛丑条约》的签订
光绪二十六年（1900）八月十四日，八国联军占据北京后，它们之间的矛盾日趋激化，形成英、俄两国争霸中国的局面。沙俄为求得清政府对它独占东北的承认，首先表示“认皇太后为合例”政府，李鸿章为议和全权代表，主张各国军队撤出北京，开始议和。沙俄独占东北的阴谋，遭到各国的反对。英国不承认李鸿章为议和代表，反对联军从北京撤退，声称要等“中国立有合例政府才可开议”。德国在联军占据北京后继续调兵，企图以武力攻占烟台，进而抢占山东全省，并提出惩办西太后，用以恫吓清政府，以攫取更大的利益。日本是后起的强国，侵略中国时派兵最多，他与俄国争夺中国东北有矛盾，所以支持英国的主张。法国企图吞并云南，对英国在两广的扩张极为不满，所以支持俄国以抑制英国。美国为防止别国趁机强占中国更多的地盘，对自己不利，又第二次提出“门户开放”政策，主张“保持中国的领土和行政的完整”，维持现在的西太后为首的清政府，实际上是要求对中国建立列强共管的局面。这样，经过长期反复斗争、妥协、协商，最后美国“门户开放”政策逐渐被各国所接受。
十月四日，法国提出谈判的六项条件：（一）惩办各国公使提出的罪魁祸首；（二）禁止运入军火；（三）给予各个国家、社团和个人的公平的赔偿；（四）各国在驻北京使馆设立永久性的卫队；（五）拆毁大沽口炮台；（六）在北京至大沽口的道路线上选择两三处据点，实行军事占领。十月十五日议和谈判开始后，奕匡和李鸿章向各国代表发出一份同文照会，提出了一个“我们建议的初步和约”草案五款：第一，中国承认围攻使馆是违反国际公法，它已经认罪，并且保证以后不再发生类似事件。第二，中国承担对各国偿付赔款的责任。第三，中国同意根据各国的要求，重新订立通商条约。第四，联军交还总理衙门机关和中国档案。第五，和议开始后应立即宣布停战。各国公使对中国的议和草案断然拒绝，并蛮横地斥之为“狂妄”，表示在列强之间达成协议之前，不能和中国代表进行谈判。
各国代表在法国提出的六项谈判条件基础上，反复磋商，最后拟定了“议和大纲”十二条。此大纲基本上包括了后来正式和约的内容。十二月二十四日，外交团以照会形式，将“议和大纲”十二条交给清政府议和代表奕匡、李鸿章，转达西安，并声称：所列全部条款，都是“无可更改”的。李鸿章为了保全西太后的地位，在谈判过程中，奔走于列强公使间，特别请沙俄从中斡旋。他和俄国公使格尔思签订了《天津俄租界议定书》，承认俄国强占租界合法，甚至准备以东北主权作交易。在沙俄坚持下，列强终于同意用苛刻的条件换取对西太后的谅解。逃到西安的西太后惧列强以首祸议己，常惊惶不安。当她接阅“议和大纲”之后，如得免罪赦书，说：“今兹议约，不侵我权，不割我土地”，立即以“警念宗庙社稷，关系至重，不得不委屈求全”为词，于十二月二十七日电复奕匡、李鸿章：“所有十二条大纲，应即照允”。此后，各国在强迫清政府惩办祸首和勒索最大限度赔款及保证上，又展开了长达九个月的争论，直至和约内容已经基本确定之后，列强才开始同中国全权代表商谈余下的一些细节问题。
光绪二十七年（1901）九月七日，清政府全权代表奕匡、李鸿章与英、美、俄、德、日、奥、法、意、西、荷、比等十一国在北京签订了《辛丑条约》，即《辛丑议定书》或《辛丑各国和约》十二款，附件十九件。
主要内容是：
一、派头等专使到德国谢罪，在德国公使被杀的地方竖立纪念碑。
二、惩办支持或协助过义和团运动的官吏，凡义和团战斗过的城镇和农村，一律停止文、武各等考试五年。以后凡民间产生反帝斗争组织，地方官吏必须严加惩办。对镇压不力的官吏要“一概革职，永不叙用。”
三、派官员为专使到日本谢罪。
四、外国人的坟墓被挖掘及损坏的地方，要立“涤垢雪侮”之碑。
五、两年内禁止军火及为制造军火的各种器材进口。
六、赔款四亿五千万两。此款分三十九年付清，本息合计九亿八千万两。英规定以关余、盐余（即每年关税、盐税在分别归还外债后的剩余部分）和常关（即清政府在水陆交通要道和商品集散地设立的税关）三项收入，作为担保。
七、划定外国使馆区，各国可以在使馆区内驻兵。
八、削平大沽炮台及大沽到北京沿线的所有炮台。
九、从北京到山海关沿线的十二个战略要地，由外国人驻兵驻守。
十、不准中国人民建立反对外国列强的组织，违者处斩，各地官员在自己管辖范围内如发现有“伤害”外国人的事件发生，必须立即镇压。否则即行革职，永不叙用。
十一、修改过去所订的各国认为需要修改的条约。
十二、把总理各国事务衙门改为外务部，列六部之首。
《辛丑条约》的签订，将外国列强与清政府的关系完全确定下来，公使团成为清政府的“太上皇”，清政府完全成了“洋人的朝廷”。标志着中国完全沦为半殖民地半封建社会。