从6月20日下午开始，使馆区便陷入了围攻之中。长期以来，人们一直以为攻打使馆的主要力量是义和团，事实上这完全是一种误解。事实上，即使清廷在诏书中称义和团称为“义民”，但这并不意味着清廷已经与义和团合流，因为义和团被招抚后并没有完全投靠到清廷门下，他们仍旧保持了自己的独立性和无组织的特性，那些已编为乡团的拳民们并不甘心受官府的约束调遣，就连在端王府“挂过号”的义和团都直截了当地跟载漪说：“王所遵者皇上，我们遵者玉帝。”对拳民们的不肯受抚、“桀骜相竞”的混乱状况，各地的地方官也是束手无策。在义和团最鼎盛的时候，他们对昔日高高在上的官员们公然藐视，甚至连官员也敢杀，譬如神机营翼长庆恒（二品高官，清军副都统）等人就被义和团寻仇而杀，一家大小13口无一幸免，连载漪等人都不敢过问。当时的一些达官贵人，如吏部尚书孙家鼐、大学士徐桐等人的家中都被拳民们抢劫（最可笑的是，徐桐乃是义和团的铁杆支持者）。
由此看来，在京城已经失控的情况下，慈禧太后此时对义和团的招抚看来不过是权宜之计，目的是安抚拳民，防止拳民暴动；而其对外宣战则给了拳民一个怒气的宣泄口，同时也在失控的局面下维护了清廷的合法性地位。换句话说，在局势失控的情况下，清廷必须顺应义和团扮演一个“爱国爱民”的朝廷，如果贸然剿杀义和团的话，恐怕等不到外国干涉便已经亡于拳民之手了。吴永在《庚子西狩丛谈》中记载了慈禧对当时失控局势的描述：拳民们“势头也大了，人数也多了，宫内宫外，纷纷扰扰，满眼看去，都是一起儿头上包着红布，进的进，出的出，也认不定谁是匪，谁不是匪，一些也没有考究”，“因此更不敢轻说剿办”了。这大概就是所谓的“法不及众之忧、尾大不掉之势”，在面临危机考验时，决策只能暂时顺应民意所指，不然即会引火烧身。只有领悟到这点，才能体会到慈禧太后“宣战诏书”的深刻含义，这也是这个所谓的“宣战诏书”对内而不对外的原因所在了。
要消弭义和团，必须另设计谋，正如太常寺卿袁昶曾奏称的：“现禁城有拳团三万余人，来者穰穰不止，日久必生变，既不能部勒使受约束，不如导使随往津御洋兵，少两得之。”换句话说，这就是在表面“招抚”的名义下，将大批拳民引出京外，以减轻朝廷的危险和压力；同时，又可以通过拳民们暂时抵挡一下洋人的军队，稍微延缓其进军北京的速度；再者，又可以借洋人之手消灭义和团，或者清军干脆直接上阵剿杀。很显然，慈禧太后这种“中外平衡、一石双鸟、多重功效”的阴险策略，绝非是拳民的智商所能理解的。当然，在围攻使馆这样的问题上，是不能让拳民们冲在第一线的。道理很简单，使馆区的卫队不到500人，如果让拳民们一拥而上的话，显然会将那些公使和使馆中的洋人们屠杀殆尽，这将给未来的谈判造成不可弥补的后果。对于这点，慈禧太后还是很清醒的，虽然她很痛恨洋人，但这种风险绝不能去尝试。由此，从拳民们进入北京到使馆最终解围，除了极少数拳民的的零星活动外，义和团自始至终都没有能够直接、大规模地进攻过使馆区，这远未构成对使馆的真正威胁。
事实上，义和团并不是不想去焚烧或进攻使馆区，而是他们做不到。正如当时人记载的，拳民们在清军进攻使馆的时候，只能在使馆区外“升屋而号”，这说明他们是完全被隔离在防线之外，因为早在6月16日的时候，荣禄的武卫中军便奉命保卫使馆，义和团根本就靠近不了使馆区。在解决了这个内部问题后，再来看使馆之围就没有那么复杂了。很显然，慈禧太后对于外国公使们决无加害之意，而她一再要求公使们离开北京前往天津的用意，不过希望在局面失控中尽量减轻自己的压力或者试图甩掉这个包袱，而绝不是公使们认为的“有预谋的大屠杀”。 如果作一个大胆推测的话，假定公使们真的在6月下旬在使馆卫队和清军的保护下离开北京前往天津，庚子年的灾难可能会小得多。当然，在当时义和团蜂起的局面下，公使们怀疑清军的保护能力甚至动机也不是没有道理，历史本就是由太多的偶然性构成的。不过，清军进攻使馆倒也不完全是佯攻，而是半真半假、有计划有步骤地推进。6月20日下午进攻开始后，首先遇到攻击的是计划在主要使馆之外的比利时使馆和奥地利使馆。
由于这两个使馆的人员已经基本撤退到英国使馆，因此留守的卫队士兵几乎未经抵抗便撤出。当天晚上，这两个使馆被大火烧毁。使馆卫队紧接着放弃的是荷兰使馆和意大利使馆，因为荷兰使馆在使馆区外，而意大利使馆处于使馆区防线的突出部位，兵力薄弱，难以防守，因此清军一进攻便被使馆卫队主动放弃。意大利人撤出后，使馆便被焚毁。当时参加围攻使馆的主要是董福祥的甘军和荣禄直接指挥的武卫中军，另外还有少量由庆亲王奕劻指挥的军队。在整个进攻过程中，荣禄和奕劻是很聪明的，他们心里十分清楚攻击外交人员会在日后带来极大的危害，想必也能体会慈禧太后的良苦用心。至于董福祥的甘军，他们仇恨洋人是发自内心的，但他们的武器装备相对落后，正如当时的一个笑话说的，李鸿章得知进攻使馆的军队是董福祥的甘军后，他大笑着告诉外人：“尽管放心，使馆无恙！”（因为甘军武器落后，连大炮都没有。）董福祥当时和端王载漪等人走得很近，他在接到进攻使馆的命令后自然会尽心尽力，但问题是慈禧太后在围攻使馆的决策中也相互矛盾，围攻使馆时断时续，并不是一个持续的过程。
正如吴永在《庚子西狩丛谈》中记载的，慈禧太后曾说：“我本来是执定不同洋人破脸的，中间一段时间，因洋人欺负得太狠了，也不免有些动气。但虽是没拦阻他们，始终没有叫他们十分尽意地胡闹。火气一过，我也就回转头来，处处都留着余地。我若是真正由他们尽意地闹，难道一个使馆有打不下来的道理？”慈禧太后说的“他们”，显然指的是载漪等人，尽管中间可能会存在失控的情况，但慈禧太后控制不了义和团，对于载漪、董福祥他们终究还是能掌控的。事实上，慈禧太后的做法也很阴险，她在事后也是把围攻使馆的责任推到了载漪等人身上，殊不知她才是最后的决策者。也许有人要问，既然不想伤及公使，慈禧太后又何必要命令围攻使馆呢？这可能有两方面因素，第一是在诏告义和团为义民后，在义和团反洋情绪高涨的时候，清廷必须要有所表示，那围攻使馆就具有很好的象征意义--与其让义和团去围攻使馆最后弄得不可开交，倒不如让可控的清军来完成这个表演。当然，这个表演还不能演得太假。
慈禧太后下令围攻使馆的另外一个原因恐怕是为了给公使们制造一定的压力，类似于通常说的“以战促和”，或者干脆把公使们变成“人质”。这种策略在第二次鸦片战争的时候曾经用过，那就是将当时英法谈判代表巴夏礼等人拘捕，用以挟制英法并迫其接受停战。由此看来，清政府的目的并不是真要“夷平使馆”，而是要通过攻打使馆使外国使节陷于“准人质”的危险境地，以此作为向外国求和的一种辅助手段。当然，这种进攻是有技巧的，它必然兼顾两方面：一是为了对外国使节形成较大的威胁，进攻必须有一定的猛烈程度；二是要避免对使馆人员（特别是外交官员）造成重大伤亡，免得给将来议和造成新的障碍，因此进攻必须留有余地而不能是摧毁性的。在理解了这层含义后，使馆围而不克的道理便不言而喻。要不然，以使馆极度缺乏重武器、且不到500人的卫队岂能抵抗得住？从慈禧太后的话来说，倘若真有心来攻，“难道一个使馆有打不下来的道理？”事实上，当时被围困的人在后来的回忆录中，都曾提到清军当时奇怪的进攻，“中国人的射击角度总是过高”，他们甚至还“缴获了一些来复枪”（这似乎与荣禄暗中给使馆运送军火的传闻相关）。
当然，即使是流弹，也能对使馆区里的人员造成很大的伤亡，但外国人主要聚集的英国使馆却并没有受到太多攻击，各使馆中的主要人员大都安然无恙，除了那个胆小的荷兰公使诺贝尔。他在使馆被围攻的过程中就一直躲在英国使馆的地窖里不肯出来，但在使馆解围的当天，他从地窖中出来察看联军是否到达的时候，被一颗流弹击中大腿--由此他也成为当年唯一受伤的公使。使馆被包围的时间长达40多天，但真正受到攻击只有20多天（6月20日至7月13日，8月11日至14日），中间的局势大都以缓和为主。
在7月14日联军攻破天津城后，慈禧太后意识到洋人的军队难以抵抗，如果战争一直持续下去的话就更加难以收拾，于是便加紧进行求和活动。在这段时间，双方的信使往来不断，清廷还给使馆送去了西瓜、蔬菜、大米、面粉等。在此期间，“投掷石块代替了枪炮，双方都习惯了与敌人近距离对峙。随着号角之声发起的夜袭，实际上只是毫无意义的突然的枪声大作，然后又停下来，人们称之为'起床号'”。在8月1日后，清军又恢复了象征性的炮击，隆隆炮声虽然给了使馆人员以恐惧，但炮弹大都是在空中呼啸而过。直到8月11日，八国联军开始逼近北京，清军这才再度对使馆发动十分猛烈的进攻，但这种报复性的进攻只持续了3天，北京便宣告陷落。
