义和团在天津奋战近一个月，毙伤大量侵略军，打伤了意大利司令官、美国戒严司令官等高级军官，炮击或摧毁了英租界工部局——戈登堡、德军司令部和沙俄领事馆等，使侵略者一度计划撤出天津，大长了中国人民的志气，大灭了帝国主义的威风。浪客中文网舒残颚疈连帝国主义分子也不得不承认：“华人此次甚勇敢，为从来所未见，向尚不信其有此耐战之心，目下观之，彼等之勇猛及耐心之处，较被围西人之心更胜矣。”
联军不断增加了兵力。在张家窝高村设坛的刘十九，与李存义组织义和团三万余人在华家庄东南，姚村、潘家楼以北，侯台子以西即现津西青区工农联盟农场一带，与八国联军大战，击毙联军一百余人，史称“北洼大战”。
7月9日，正当直隶提督聂士成奉命率领武卫前军从天津城南迂回进攻紫竹林租界地时，一支由英、俄、日等国侵略者组成的联军经东楼、黑牛城奔袭纪庄子，试图由纪庄子通过八里台包抄聂士成军队的后路，进而直取天津南城门，以解除紫竹林租界地受义和团围攻的局面。
纪庄子与周边的李七庄、王兰庄、梨园头等村庄是在大南河设坛的韩以礼率领的“乾”字号义和团的驻守地。
韩以礼得知侵略军来犯的消息后，立即指挥团众埋伏于纪庄子桥东芦苇地里宄。
当第一批敌骑兵来犯时，义和团团众用长钩将敌人钩下马，再用大刀砍杀，使敌人死伤惨重。不久，敌人援兵赶到，200多名侵略者从庄北冲到桥东，义和团的勇士们凭借着毛瑟枪和大刀、长矛与敌展开肉搏战，打退了敌军的多次进攻。后因义和团援军迟迟不至，而侵略军不断增兵，义和团在不得已的情况下，退往王顶堤方向，纪庄子失守。在这场激战中，由1400多名爱国团民和老百姓组成的抗击侵略者队伍全军覆没。
侵略军击败义和团，然后与其它联军夹攻聂士成。
9日凌晨八国联军六千人开始向驻守天津南门外八里台的聂军反扑，由于兵力悬殊，聂士成部陷入联军重重包围之中湘。
聂士成，字功亭，自小好行侠仗义，投身淮军，参与对太平军和捻军的作战，他还参加过中法战争、甲午战争，屡立战功。1900年7月9日拂晓，八国联军以猛烈炮火猛扑八里台阵地，弹如雨下，聂士成两腿均受枪伤，仍督兵不退。
聂士成的军队已严重减员，他手下人建议请求增援，聂士成就说无援可增，准备打吧。
这时李存义带尚云祥、韩慕侠等十几名步法刀法皆好的义和团战士冲入敌阵，一通劈崩钻炮想为聂士成解围。
但聂士成一直身着正装朝服，外国鬼子们也懂得擒贼先擒王的道理。因为朝服比较艳丽、显眼，所以他成为外军呢进攻的一个主要目标，最后他骑在马上两腿都被打断，晃晃悠悠骑在马上，身上也很多处受伤，但他还是挥刀向前。
营官宋占标劝止聂士成稍避，聂奋不可遏，仍复持刀督战，直至两腮均被敌弹洞穿，颈侧、脑门等处均受重伤，肠出寸许，壮烈殉国。
由于清军和义和团抵抗顽强，7月10日，英国.军舰阿尔及灵号将南非战场上使用的“列低炮”运至天津战场，英国奥兰度舰准尉吉普斯在《华北作战记》一文中提到：
星期三，7月11日，凌晨三点，中国人大举进攻车站，决心要攻下它，他们在黑夜中前进，我们从大沽运来的四英寸口径大炮第一次使用上了，八国联军用“列低炮”向驻扎在陈家沟的清军开火，清军还按以往躲避炮弹的方法藏在掩体后，但炮弹爆裂、绿烟弥漫，不管屋前屋后、屋里屋外，闻者即死，原来八国联军使用了国际公法禁止的毒气弹。
7月12日，八国联军各路增兵约一万四千人均已到来，7月13日凌晨，八国联军分两路向天津老城发起总攻，美国随军记者西德尼记录了他的见闻：
炮弹在头顶像撕开布匹一般撕裂空气，子弹呼啸着一路射向田野，透过城门洞可以看到已成为废墟的中式建筑物在炮火的烟雾中变得模糊了。高个子戴着包头的穆斯林和锡克人的头，高耸在矮小的日本人中间，一大群穿着蓝色衬衣的美国兵和穿咔叽布的威尔士火墙手到来来往往，这是地球上各国不同种族的大扎堆，成群的中国人在他们高大的城墙下蔑视地向世界列强开炮射击。
当时中国有一个世界上最先进的一个火药和武器制造厂，就是天津机器局东局，它也是联军的一个攻打的目标，联军即将占领机器局的时候，两位清军的军官就主动点燃了**库，和这个机器局同归于尽，这样就使清军失去了武器上以及其他方面的给养。
聂士成牺牲后，马玉昆等清军将领对义和团的态度变化。马玉昆部让拳民充先锋，却在后面枪杀拳民。例如在7月9日夜间攻打租界的战斗中“华兵在后，义和团在前，合攻租界；洋兵开排枪御之，天明而止，计轰毙义和团二千余名……拳众持刀前行，洋兵开枪轰击，前列者已死；在后者，官兵即用枪击死。故是夕拳众死者如此之多，并非皆洋兵打死”。后来抵达天津的宋庆也“遇团即杀”。结果是“半日间城内外树旗设坛者皆散去”，大大削弱了自己的力量。而联军却在做好充分准备后于7月13日对天津发动总攻。
南门主要是日军攻打，日军利用了汉奸郑殿芳。郑殿芳是从北京过来的，他通过多路探听呢，知道南门有一部分以前倒塌过，他对日军说如果炸那儿会非常容易。
1900年7月14日凌晨五时，部分日军扮作义和团欺骗守军打开了城门，他们立刻用**炸开南城墙一段，八国联军趁机一拥而入。
天津失陷。联军设立“天津都统衙门”对天津进行殖民统治。
南门失守后，坚守天津城的清军与义和团月复背受敌，不得已撤出城外，天津城落入八国联军之手。
这是中国.军队从1840年以来第一次有效的城市保卫战，所以这也是为什么在八国联军占领了北京之后，签订了《辛丑条约》，它要求第一条就是天津城墙必须拆毁，因为那个对它太惨痛了，日军的记载里头充满了对中国对手们的敬重感，也在这个天津保卫战的。
天津攻防战的过程当中，英军底下的一支威海卫华勇营，全是中国人，他们代表英军参与了攻城，也在这个战斗当中展现了卓越的战斗力，得到了西方媒体的一致好评，认为你看中国人是好士兵，他们即使在英国国旗之下，对抗自己的同胞，他们也打得非常的英勇。
按照英国当时的很多报道的口气，中国是一个非常伟大的民族，中国是能够成为军事上的强国，但是他们需要一个好的领导，那就是我们英国，它是这么一个逻辑过来，那么在这次天津失守了之后，八国联军就非常顺利地推进到了北京。
天津沦陷八国联军进入天津时，时人记载了联军入城的情况。
拂晓天津城破，居民争向北门逃走，多被洋兵打死街头，洋兵大肆抢掠，首当其冲的是当铺、金号、银号，然后是再抢其他商家和大户人家，各衙署也都被捣毁。
联军入城后纵兵大掠、死人如麻，时人记载。
城中有鼓楼一座，洋人率教民登楼，见北门拥挤不得出，连放排枪，每一排必倒毙数十人，又连放开花炮，其弹于人丛中冲出城门外，死者益众，而争逃者益多，有被弹死者，有失足被践死者。
破城之日，天津老城从鼓楼至北门外水阁，积尸数里，商业中心地带，如城北的估衣街、锅店街、竹竿街、肉市口都遭洗劫，城东的宫南、宫北、小洋货街一带尽被抢光，西门被杀者不计其数，尸体堆积如山，海河上漂尸阻塞河流，三天不能理清，美国随军记者西德尼写道。
14日天津城内尸横遍野，人们被杀时姿态各异，在一座房子里有三具尸体拥挤在一个角落里，一个靠着一个，像是同伴们为了取暖一样，护养拥抱着，一张桌子被掀翻盖在他们上面，到处是成群的苍蝇。
7月15日，俄军于黑龙江海兰泡越境，悉数屠杀华民六千多人。
7月28日，主和的大臣许景澄及袁昶被清廷处死。
天津城失陷后，李存义带尚云祥等人转战北京。天津义和团领袖曹福田逃去了静海。不幸，在静海王家口，遭到清朝护理直隶总督廷雍的杀害。
八国联军攻陷天津后直隶总督裕禄上书请辞，被慈禧革职留用，7月8日，调任李鸿章为直隶总督，但李鸿章迟迟不愿北上赴任。
张德成死后，他的弟弟自称“静海王”，领导义和团战士坚持同帝国主义及其走狗进行斗争。
林黑儿不知所踪，有人说战死了，有人说被洋人掳走到各国展览了。其实林黑儿的坛口就设在船上。农历六月初三红灯照首领“黄莲圣母”林黑儿来到杨柳青，打算在文昌阁设坛，但遭到士绅石元仕的反对。石元仕说，文昌阁崇文书院乃儒学圣地，向来不准妇女过桥，马庄有娘娘庙，大梁庄有九圣庙、河滩寺均可设坛，请林黑儿斟酌。林黑儿后来听了张德成的建议，顺流到南运河侯家后设坛，所乘大船常停泊于归贾胡同北口的南运河上。如今人们在大胡同后的运河岸边树立了一块刻有“黄莲圣母泊川处”的石碑，以纪念她。当时船就停在运河上，看到天津陷落她便拔锚逆流而上回到了山东，并成为当地民间组织红枪会的首领。是大运河保护了她。
尽管后来义和团运动失败了，但它在大运河两岸，在西青大地已经播下了革命的火种。后来敬爱的周恩来总理指出“1900年的义和团运动正是中国人民顽强地反抗帝国主义侵略的表现，他们的英勇斗争是50年后中国人民伟大胜利的奠基石之一”。
8月2日，联军集兵二万自天津沿运河两岸进发，日军有8000人、俄军3500人、英军2500人、美军2000人、法军1000人，奥军和意军仅不到百人，拿着国旗虚张声势。
8月4日，联军向北京进逼。次日，八国联军进抵北仓，受到清军马玉昆、吕本元等部及李存义所部义和团阻击。