英国人焚毁圆明园最直接的原因是要迫使清政府尽快地接受他们提出的条件，签订和约，以便他们能够按原定的计划从北京撤出。
一开始额尔金准备烧毁紫禁城，后来他经过几天深思熟虑，选择了圆明园为报复行动的目标。额尔金决定烧毁圆明园，另有深意。圆明园当时并非仅是清帝的游乐行宫，而是清廷的另一政治统治中心。
由此可见，圆明园是清帝的一个统治中枢，其重要性在某种意义上，甚至超过北京城内的清宫。焚毁圆明园，对于清帝的“骄据和情感两方面，准定是一个大打击”。
在额尔金看来，焚毁圆明园，是一个既可“赫然严厉”地打击清政府，又不至于因焚毁北京城内清宫而可能吓跑恭亲王奕等人，从而失去勒索、讹诈对象的做法，因此是“最无瑕疵的”选择。
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1860年8月1日，英法联军18000人，由北塘登陆，进占天津。英法联军在北塘登陆，没有遇到任何抵抗。14日，攻陷塘沽，水陆协同进攻大沽北岸炮台。守台清军在直隶提督乐善指挥下，英勇抗击。但清政府本无抗战决心，咸丰帝命令僧格林沁离营撤退。清军遂逃离大沽，经天津退至通州（今北京通县）。
1860年8月21日，大沽失陷。侵略军长驱直入，24日占领天津。清政府急派桂良等到天津议和。英、法提出，除须全部接受《天津条约》外，还要增开天津为通商口岸，增加赔款以及各带兵千人进京换约。清政府予以拒绝，谈判破裂。侵略军从天津向北京进犯。
清政府再派怡亲王载垣、兵部尚书穆荫取代桂良，到通州南张家湾议和。由于双方争执不下，谈判再次破裂，并掳去英国派往负责洽谈停火之谈判代表巴夏礼和士兵等39人。
1860年9月18日，英法侵略军攻陷通州。21日，清军与英法联军在八里桥展开激战，统帅僧格林沁等率先逃走，清军全军覆没。9月22日咸丰帝等则以北狩为名携皇后、懿贵妃等离京逃往热河避暑山庄。10月13日联军从安定门攻入北京。
联军发现清军将英法使节团多人虐待至死，遂决定报复中国之野蛮行为，及教训清朝皇室以后不得蔑视英国及法国。10月18日，英法联军占领北京，抢劫焚毁圆明园。
英法联军在北京城郊抢掠烧杀近50天，京郊皇家园林如圆明园、清漪园、静明园（玉泉山）、静宜园（香山）、畅春园等均被付之一炬。清廷派奕欣为全权大臣议和，签订中英、中法《北京条约》。联军洗劫和烧毁了圆明园和静宜园。
圆明园大火持续了三天三夜，300多名太监和宫女葬身火海。法国作家维克多·雨果曾对此给予强烈谴责，称之为“两个强盗的胜利”。
10月24日、25日，英法联军以焚毁紫禁城作为威胁，迫使恭亲王奕分别与额尔金、葛罗交换了《天津条约》批准书，并订立不平等的《中英北京条约》、《中法北京条约》，作为《天津条约》的补充。
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