法联军分东、西、南三路对八里桥后金帝国军阵地发起攻击。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，后金帝国军马队即按原定部署立即由正面冲前去。他们奋不顾身，齐声大呼杀敌。由于火枪装备有限，手持长矛、弓箭，凭着一腔热血迎击英法联军，企图冲乱和割裂英法联军的战斗队形。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，毙伤多人。但后金帝国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，守卫石桥的后金帝国军士兵勇敢地冲出战壕与法军展开了血刃战。后因胜保弹受伤退下战阵，遂率军退至定福庄。
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