庚子國難時期，八國聯軍從天津出發進攻北京，並于1900年8月15日攻破北京城。當時八國聯軍的總兵力有18000人，而中國參與抗擊的隊伍人數衆多，除正規軍人外，另外還有大量的義和團等民間人士。總計約爲15-16萬。

戰爭首先在天津大沽炮台打響，但是最主要的戰場還是在北京，參與抵抗八國聯軍的主要軍事力量是三支滿清軍隊，他們是：虎神營、神機營和武衛軍。

虎神營由光緒帝的堂兄弟，端郡王愛新覺羅·載漪于1899年6月創建的一支禁衛軍，成員主要從駐守北京的清軍中滿族八旗中選拔而來，總兵力約1萬人。關于虎神營名稱的來曆有個既有趣又無聊的說法：光緒年間，人們對洋人的厭惡與日俱增，一般都管洋人叫“洋鬼子”，由于“洋”與“羊”同音，而“虎吃羊”、“神鎮鬼”，因此取名“虎神營”意欲戰勝“洋鬼子”。

虎神營是一支以馬提尼步槍和曼利夏M1895步槍爲武器的火槍部隊，裝備在當時的清朝中較爲先進，可以看作是一支現代化的滿族旗軍。在庚子國難時期虎神營的部分成員參與了義和團對北京使館區的圍困；當美英軍隊突破北京外圍防禦後，戰鬥很快就在正陽門到故宮展開，對陣的守軍正是虎神營。在戰鬥中虎神營損失慘重，後被裁撤。

由于虎神營的統領載漪支持義和團，縱容義和團圍攻使館區，其中有虎神營成員參與其中；6月20日神機營霆字隊槍八隊章京（四品武官）恩海殺害了德國駐華公使克林德，而當時掌管神機營的也正是載漪；他統領的虎神營和神機營均曾與八國聯軍作戰；1990年6月至9月他還執掌總理各國事務衙門。因此他名列戰犯名單首位。1902年，在多方折沖、營救之下，朝廷留下了載漪、溥儁父子的性命，僅僅發配新疆。1917年，借張勳辮軍複辟之機，載漪重獲自由，直至1922年去世。

創立于1861年冬天。第二次鴉片戰爭之後，曾國藩、李鴻章等重臣試圖通過獲取西方先進武器並仿照西方軍隊建制來組建自己的軍事隊伍，兵力約14000人。最終由滿人文祥從內務府三旗骁騎營（清禁衛軍之一，由滿族人組成）和前鋒營（由滿蒙精兵組成的一支禁衛軍）中優中選優組建的一支新的禁衛軍。最初是負責紫禁城、北海、中海和南海的衛戍部隊，同時還負責皇帝出行的護衛任務。

到1900年時，神機營隊員已經擴充到近3萬人。由于神機營被看作是最忠誠的禁衛軍，因此福利待遇好，俸祿高，而且長時間無需參與戰鬥，因此後期的神機營人員大多是滿族王公貴族的子弟，目的是在這裏混個一官半職，造成的結果就是神機營人浮于事、人滿爲患，雖然引入了西方的武器裝備和訓練方法，但是沒有真正認真加以訓練，軍隊並未真正現代化，且毫無作戰能力。在八國聯軍圍攻北京時，神機營一觸即潰，毫無可取之處，因此在戰後被直接取消。

這是清朝抗擊八國聯軍的核心力量。武衛軍是清朝末期的一支新式軍隊，創建于光緒二十四年（1898年），是清政府在甲午戰爭慘敗後進行軍事改革的一部分，于戊戌變法之後成軍。武衛軍是清朝第一支完全按照西方模式編練的現代化軍隊，裝備了大量的槍炮等現代化武器，引入了西方的訓練方法，並聘請了德國、日本等國的軍事顧問進行訓練。

武衛軍由軍機大臣榮祿任統帥，下轄五個軍，總兵力約9萬人，五個軍分別是：

前軍：由聶士成統領，駐防天津蘆台，下轄10個營。

後軍：由董福祥統領，駐防薊州，下轄10個營。

左軍：由宋慶統領，駐防山海關，下轄10個營。

右軍：由袁世凱統領，駐防小站，下轄12個營。

中軍：由榮祿統領，駐防南苑，下轄10個營。

在這五軍中，聶士成的前軍和袁世凱的右軍分別由德國和日本的軍事顧問進行訓練，采用現代化的建制，而其他三軍仍舊使用傳統的八旗體系，不過整個武衛軍都擁有新式武器裝備。

武衛軍建立初期的任務是打擊義和團，聶士成和袁世凱的部隊分別在天津和山東負責“剿拳匪”。

庚子國難爆發後，八國聯軍首先攻打天津，聶士成的前軍奉命堅守城南一帶，7月9日，聶士成殉國。由于前軍曾在天津鎮壓過義和團，兩者之間存在矛盾，在聶士成殉國後，義和團不顧大義，在後方襲擊前軍，造成大的傷亡。

董福祥的後軍則是保衛北京戰役中最爲勇猛的軍隊。後軍的士兵大多來自甘肅，是一支主要有回族和東鄉族組成的以穆斯林爲主的軍隊，通常被稱爲“甘軍”。8月14日。董福祥率軍在廣渠門抵抗英軍，失守後又退至正陽門全力抵抗，其嫡系部隊在此損失殆盡。8月15日，董福祥率殘部從廣安門撤出北京，撤退途中沿途大肆劫掠。出城後在張家口附近與倉皇出逃的慈禧、光緒會和，並護送他們西逃。戰後，曾被八國聯軍要求處死，但慈禧最終將其革職，並承諾永不敘用。後前往甯夏隱居。

在抵抗八國聯軍的戰鬥中，前、後、中軍傷亡嚴重，最後被取消番號。駐守山海關的左軍雖有傷亡，但是戰後仍舊保留有一萬余人，戰後得以保留。而袁世凱帶領的右軍當時留在山東鎮壓義和團，沒有與八國聯軍正面對抗，因此得以完整保留。