英軍海軍藉口“亞羅號事件”悍然發動進攻，正式挑起了第二次鴉片戰爭。

為了擴大侵略戰爭，英國政府於 1857年3月任命前加拿大總督額爾金為全權代表，率領一支海陸軍來中國；同時向法國政府提出聯合出兵的要求。此前，法國正以“馬神甫事件”（又稱“西林教案”）向中國交涉。所謂“馬神甫事件”，是指法國天主教神甫馬賴違法進入中國內地活動，胡作非為，於1856年2月在廣西西林縣被處死一案。此案迄未議結。1857年，法國政府將它作為侵略中國的藉口，任命葛羅為全權代表，率軍來華協同英軍行動。
1857年12月，英法聯軍五千六百餘人（其中法軍一千人）在珠江口集結，準備大舉進攻。美國公使列衛廉和俄國公使普提雅廷也到達香港，與英、法合謀侵華。其時，清政府正以全力鎮壓太平天國和捻軍起義，加上“餉糈艱難”，對外國侵略者採取“息兵為要”的方針。葉名琛忠實執行清政府的政策，不事戰守。12月28日，英法聯軍炮擊廣州，並登入攻城。都統來存、千總鄧安邦等率兵頑強抵禦，次日失守。廣東巡撫柏貴、廣州將軍穆克德訥投降，並在以巴夏禮為首的“聯軍委員會”的監督下繼續擔任原職，供敵驅使。葉名琛被侵略軍俘虜，後解往印度加爾各答。侵略軍占領廣州期間，當地人民進行了不屈不撓的鬥爭。廣州附近義民在佛山鎮成立團練局，集合數萬人，禦侮殺敵。香港、澳門愛國同胞也紛紛罷工，以示抗議。
廣州陷落後，四國侵略者合謀繼續北上，以便對清政府造成直接威脅。1858年4月，英、法、俄、美四國公使率艦陸續來到大沽口外，分別照會清政府，要求指派全權大臣進行談判。俄、美的照會還表示願意充當“調停人”。鹹豐帝一面命令清軍在天津、大沽設防，一面派直隸總督譚廷襄為欽差大臣，前往大沽辦理交涉，並把希望寄托在俄、美公使的“調停”上。英、法侵略者並無談判誠意，只是以此拖延時間，加緊軍事準備。5月20日，英法軍艦炮轟大沽炮台。駐守各炮台的清軍奮起還擊，與敵鏖戰。但譚廷襄等毫無鬥志，望風披靡，加以炮台設施陳陋，大沽失陷。英法聯軍溯白河而上，26日，侵入天津城郊，並揚言要進攻北京。清政府慌忙另派大學士桂良、吏部尚書花沙納為欽差大臣，趕往天津議和。桂良等在英法侵略者威逼恫嚇下，於6月26日、27日分別與英、法訂立中英、中法《天津條約》。