出人意料的是，1859年的大沽之战成了晚清对外战争史上难得的大捷。督办天津防务的蒙古亲王僧格林沁重建了前一年被联军击毁的炮台，装上40余门新铸的铜炮和洋式铁炮，又在河道内设置了由木桩、木筏、铁索、格栅组成的防材。而英军因为河道狭窄，只派11艘较小的木壳蒸汽炮艇闯入河口求战，遭到两岸炮台集中轰击，有4艘沉没。日落后，幸存的炮艇拖着载有陆战队的舢板在炮台前方登陆，却因为滩头落潮，陷于泥沼和壕沟之中，再度为清军痛击。到午夜何伯下令撤退时，英军已有81人战死、345人受伤，法军死12人、伤23人;清军仅阵亡官兵32人。
咸丰帝受到莫大的鼓舞，8月1日，他谕令两江总督兼办理各国事务钦差何桂清，称朝廷决意尽废上年中英、中法条约;倘两国尚能“悔悟”，中方将按中美条约之款目及换约模式，由两江总督与之另订新约，并在上海换约。这实际上退回了一年半以前的套路，即既不允入京换约、又不予直接接触，而刚刚于1859年6月第二次组阁的帕麦斯顿势必不能接受。于是额尔金受命使华，率一支由7艘蒸汽巡洋舰和34艘炮舰组成的舰队去进行讹诈。英方开出的新条件名目繁多：中国政府须为大沽之战作出道歉;应准许英法使节乘本国舰船抵达天津并入京换约;《天津条约》应予完全实行，其中关于赔款的条款继续有效;中方须为大沽之战的破坏另行赔款。中枢对此不置可否，于是战端再启。
1860年8月1日，英法两国舰队又一次抵达天津外海。英国舰队除海军主力外，还搭载着多达11000人的陆军部队;法国也派出舰船40余艘，陆军6700人，而僧格林沁部署在大沽的守军总共只有10000人。为了避免纠缠，联军干脆在大沽以北的北塘登岸。整整十天时间，僧格林沁都在等待对方进攻大沽，根本没有料到对方会从北边突然发起攻击。8月12日，8000名联军在新河逐退了2000名清军骑兵;21日，2500名联军在炮火掩护下攻占大沽北岸，僧格林沁为保存实力，下令南岸守军撤往通州。次日，英国舰队安然驶入白河。
联军在北塘登陆的同一天，直隶总督恒福按照前一天寄来的谕旨，请美国公使居间调停。此人全然不提咸丰帝“尽废条约”的表态，大讲要英法“按照贵国上年之例，进京换约”，似乎只要两国使节愿意按中方在前一年6月的设计，由北塘进京换约，1859-1860年围绕换约问题发生的一系列战事就可以一笔勾销。美国人多半觉得在兵临城下的关头谈什么“进京换约”过于幽默，于是“并无言语”。但中国式的幽默还不止于此，到了8月16日，咸丰帝居然下了一道上谕，要正在津南咸水沽的西宁办事大臣文俊“兼程前赴北塘，伴送英法使臣进京换约”。英法一侧对此哭笑不得，只能以文俊未奉到全权头衔为由，把他打发了回去。
北京：圆明园的悲剧
8月24日，上谕指派两年前主持《天津条约》谈判的桂良偕恒福为钦差大臣，往天津交涉停战。英法无意再费口舌，直白地要求清方全盘接受之前的新条件。桂良随后又报称，英法拟各派兵四五百人护送使节进京换约，并先遣数十人来京物色住处。这又一次触着了咸丰帝的痛脚：他最痛恨的就是西人进京换约这一条。于是，皇帝一面恐吓桂良“不准以顾大局为词，再行渎请”，一面要他“务令该夷先将兵船马队全行退出海口，并不准多带从人，方准来京”。不料英法窥得桂良不敢做主，索性认定他的钦差身份名不副实，下令中止谈判。咸丰帝只得再度改派怡亲王载垣与军机大臣穆荫为钦差，赴通州与联军交涉，同时在9月初三次发布准备决战的上谕，做谈判破裂的打算。
通州交涉的一波三折很好地反映了中西外交在理念和行为方式上的巨大差异。咸丰帝在派遣载垣出京时，曾谕令“如再有要求，可许则许，亦不必请旨”，而载垣在通州见到额尔金的代表巴夏礼和威妥玛时，也表现得极为客气，全盘接受了各项条件。至于英方提出的带兵护送使节上京，中方做出妥协，同意额尔金保留不超过400名卫弁。但咸丰帝毕竟也有“万难允准之条”，比如他对英使“长住京城及随时往来”就持明确的抵制态度，要求“均作罢论”。因此，当载垣一行在9月17日再度会晤巴夏礼，接受后者呈递的法国续议条件及额尔金的新修正案时，矛盾马上就激化了：额尔金要求“互换和约时，所有国书须亲呈大皇帝御览”，“玺书亦应交本使带回呈递”，为之前所未闻。
载垣的反应是采纳咸丰帝在他们出京前想出的“妙计”—皇帝在展示过他的幽默感之后，又生出了更发散的思维。他宣称：英方先遣使节巴夏礼“系该夷谋主”，一旦谈判破裂，载垣应“将该夷及随从人员羁留在通，毋令折回，以杜奸计”;简言之，要借扣押谈判代表来要挟联军方面就范。且不说巴夏礼的权限和影响力远没有清方臆想的那么大，南宋末年贾似道私扣元使16年，后元军倾巢南下、一年即灭南宋，分明是血淋淋的前例。然而载垣受了这番怂恿，居然真的在18日上午命令僧格林沁逮捕巴夏礼一行39人，解送北京收押。
巴夏礼等人被捕后，联军主力马上开始朝张家湾进军。21日，僧格林沁的35000名马步军在八里桥被联军的阿姆斯特朗野战炮打垮，伤亡1200余人。这位主战最力的王爷马上照会英方，大谈“我两国原无深雠大恨，无论如何用兵，终归和好”，似乎自己格外热爱和平。咸丰帝则在惨败的第二天出奔热河，把27岁的皇弟、恭亲王奕訢留在京城“督办和局”。奕訢本来还想用39个人质和额尔金讨价还价一番，但10月6日，联军已经进抵北京的安定门和德胜门，奕訢和他的岳父桂良匆匆避往卢沟桥，临行前释放了巴夏礼等8人。13日联军入城后，发现在通州被扣的39人已有20人被清方处决或病死，为惩戒咸丰帝的失信，英军第1师于10月18日纵火焚毁了圆明园。
至此，清方已经无牌可打。10月24日和25日，回城的恭亲王在礼部大堂分别与英法使节互换了《天津条约》批准书，并签署了新的《北京条约》。与两年前的《天津条约》相比，中方付出的赔款总额由银600万两增加到1600万两，被迫增开天津为商埠，准许华工出国，允许自由传教并发还之前没收的天主教教产，英国还割得九龙司地方一区。为酬谢“调停有功”的俄国，中方又付出了乌苏里江以东40余万平方公里的领土。
此时此刻，蜗居在热河行宫的咸丰帝已经完全丧失了昔年励精图治的气象，仿佛是为了自暴自弃，29岁的皇帝开始寄情声色，以醇酒妇人自戕。当然，另一种解释可能更说得通—他深知回銮北京后势必要和获得“亲递国书”资格的英法使节打照面，与其屈辱地面对国将不国的现实，不如逗留在热河，以宴饮和放纵消耗所剩无几的健康。1861年8月22日，30岁的皇帝如愿以偿地驾崩，终其一生也没有会见过不愿“跪拜如仪”的洋夷—站在他的角度，这无疑是世界上最幸福的事。
