历史上，双方开始交战的时间是在9月21日。当时。主帅僧格林沁拉锐地察觉到英法联军军队布置的漏洞，立即命令本部蒙古骑兵向英法联军率先发起攻击。

蒙古骑兵们的第一个目标是法军侧翼裸露的炮兵阵地。但是在法军火力优势下。这一次进攻失败告终。接着，蒙古骑兵对英军阵地进行侧翼于回。

这一举动对英军，尤其是锡克骑兵们带来了极大的骚动，但蒙古骑兵的这一次行动却再一次受阻。这之后，清军大量乡勇和来自京城的正黄旗禁军与蒙古骑兵们多次发动冲锋，但是都被英法联军依靠火力优势击败。之后，联军依靠火炮的优势先是摧毁了清军炮兵，接着在火炮掩护下，消灭了守备八里桥的清军。最终伴随着蒙古骑兵、旗人和乡勇的溃逃，八里桥之战宣告结束。