1860年8月21日,天津大沽失陷后,僧格林沁统率蒙古马队七千、步兵万余名,从天津撤防退至通州、八里桥一带,准备与英、法联军进行野。8月24日,英、法联军占领天津城。8月31日,咸丰帝急派大学士桂良为钦差大臣到达天津,会同直隶总督恒福向英、法侵略者谈判乞和。9月7日,当谈判破裂后,联军决计进犯北京。
僧格林沁在通州一带的军事部署是,由他统率马、步兵17000人,驻扎在张家湾至八里桥一线,扼守通州至京师广渠门的大道。又命副都统伊勒东阿督带蒙古马队4000人防守八里桥;另有1000名察哈尔蒙古马队由总管那马善统带,防守马驹桥东南之采育,以防敌军从马头西进,绕道进犯京师;直隶提督成保率绿营兵4000人防守通州。副都统胜保率京营5000人驻守齐化门以东至定福庄一带,作为声援僧格林沁和护卫京师的后备部队。僧格林沁统率清军共计达30000人,其中蒙古马队共近10000人。9月18日,英、法联军先头部队自天津北犯,是日中午,自河西逼近张家湾附近,并向张家湾的清军驻地发炮攻击。僧格林沁所部守军早已严阵以待,杀伤敌军众多。英、法联军为抵御彪悍的蒙古马队,以数百支康格列夫火箭齐射悍不畏死的蒙古勇士,蒙古骑兵马匹惊骇回奔,冲动后面的步队,导致阵势混乱,纷纷后退。在清军失利的形势下,僧格林沁立即率部退"入八里桥,以扼赴京道路,随后,英法联军一举占领了张家湾和通州城。
通州僧格林沁所部退守八里桥后,他和瑞麟商定,全军分设南、东、西三路截击敌军。其中,将近1万名满、蒙马队军部署在八里桥一带防守。八里桥东距通州八里,西距京城三十里,是由通州入北京城的咽喉要地。清军利用八里桥周围的灌木丛林,在这里构筑了土垒和战壕,准备和敌军在此决一死战。9月21日凌晨4时,由骑兵在前开路向八里桥方向推进。上午7时,英法联军分东、西、南三路对八里桥清军阵地发起攻击。东路为雅曼指挥的法军第1旅,西路为格兰特直接指挥的英军。南路担负着主攻八里桥的重任,是科林诺指挥的法军第2旅。此次作战以法军为主,由法国人孟托班担任总指挥。八里桥之战打响后,清军马队即按原定部署立即由正面冲上前去。他们奋不顾身,齐声大呼杀敌。由于火枪装备有限,就手持长矛、弓箭,凭着一腔热血迎击敌人,企图冲乱和割裂敌人的战斗队形。一部分骑兵冲至离敌人四五十米的地方,有的甚至冲到敌人的指挥部附近。激战1小时,毙伤数百敌人。但清军马队遭到据壕作战的联军步兵密集火力的阻击和敌炮榴霰弹的轰击而大量伤亡,战马因受惊而横冲直闯,几近不能成军,被迫在敌人火力的逼使下退却下来。随后,南路的法军主力第2旅将大量的炮弹倾泻在八里桥上之后,给胜保部沉重打击,所部亡惨重。当法军第2旅的两个前锋连队冲到桥边时,守卫石桥的清军士兵勇敢地冲出战壕与敌军展开了血刃战。后因胜保中弹受伤退下战阵,遂率军退至定福庄。当战斗打响以后,僧格林沁才知晓,主攻八里桥的是南路敌军,而不是西路敌军。为了弥补战前的决策失误,僧格林沁在胜保部与南路敌人战斗的同时,指挥马队穿插于敌人的南路与西路之间,企图分割敌人,尔后以步队配合胜保部包围南路敌人,歼灭敌人主力。由于胜保所部溃败,僧格林沁的作战意图未能实现,遂与西路英军展开英勇激战,双方伤亡惨重。
上午9时,英军兵分两路,一部分继续与僧部对抗,一部分向于家围进攻,企图抄袭僧军后路。僧格林沁分兵无术,面临腹背受敌的险境,但他仍然"骑着马站在前面,挥舞着黄旗表示挑战。八里桥之战,从早上7时打到12时,战斗十分激烈。其中,蒙古骑兵在战斗中表现得异常勇敢,冒着敌人的密集炮火,多次冲向敌军阵营进行英勇的战斗。敌军官吉拉尔在《法兰西和中国》中对清军的英勇作战做了详细的描述:光荣应该属于这些好斗之士,确是应该属于他们!没有害怕,也不出怨言,他们甘愿为了大家的安全而慷慨地洒下自己的鲜血。这种牺牲精神在所有的民族那里都被看作为伟大的、尊贵的和杰的…… 这样的英雄主义在中国军队里是经常可以看到的;而在欧洲则以误传误,竟认为中国军队是缺乏勇气的,此乃是一大谬误。八里桥之役,中国军队以少有之勇敢迎头痛击我们。他们的军队是由两万五千名鞑靼骑兵和为数众多的民团所组成的,然而还打是不过人数较少欧洲人,这也的确是事实。法国和英国的炮兵压倒了他们的箭、矛、迟钝的刀和很不象样的炮。尽管他们呼喊前进,勇猛和反复地冲杀,还是一开始就遭到惨败!然而长官们和军中的勇士却前来列阵于八里桥上,这时大家就可以看到在整整一小时内,他们顶住了使他们惨遭伤亡的压倒火力。这些勇敢的,然而还不够灵活的战士,与其把战场易手,让给敌人,还是宁愿一步不退,勇敢坚持,全体就地阵亡。僧格林沁作为清军的统帅,以英勇顽强抵抗外国侵略者的精神,奋力指挥全军作战,最后在八里桥上决战的时刻,挺身而出,骑着马站在桥中央督战。德里松伯爵的《翻译官手记》中这样写到,敌人已经两次被打退,却还没有认输,正准备横下一条心来争夺通道。……中国人现在可不是躲在城墙的后面或由工事掩护着来进行战斗,他们现在已挺身而出。在那里,皇帝的鞑靼禁卫军,帝国军队的精华正聚集在首都的大门口。在桥的正中央,冒着枪林弹雨,他们的一位官长骑着马站在前面;他挥舞着黄旗表示挑战,尽管隆隆的炮声盖过一切,可是他还在高声呼喊着。在这位英勇的官长的周围,桥栏的大理石块四散飞舞,我们的炮弹造成了成批的杀伤。死神一刻也没有歇手,却并没有吓倒这些不灵活,然却勇敢的斗士,他们寸步不退。现在,运河的两边和桥上已堆满了被可怕的杀伤弄得残缺不全的尸体。桥头站着一个身材极为高大的鞑靼人,他看起来象是总司令的旗手。他手执一面写有黑字的大黄旗,并且把这面旗帜不时指向所有的方向。此乃僧王之旗,所有官长的眼睛都注视着它,因为它正在向全体中国军队下达着命令。此刻,敌人已告全面撤退,而且战场上,全军精锐亲自所保卫的那座桥也业已堆满尸体,然而这个鞑靼人尽管已孑然一身,却仍挺立在那里,可能正在传达僧王的最后命令。子弹、炮弹在他的周围呼呼作响,飞啸而过,而他却依然镇静不动。孟托班将军情不自禁地说,在我看来,这个人确有过人之勇。有几个士兵冲向前去,想把他活捉。而在这时候,好像为了使我们有时间能把这英勇身影留在脑海里而有半小时没去碰他的炮弹,却正打中了他,把他击倒在地。于是大旗也向一旁倒去,随着它的旗杆而去的是一只紧紧抓住它的痉挛的手……