С появлением английских войск на поле сражения и с отступлением неприятельской конницы на запад генерал Монтобан мог продолжать свое быстрое наступление к мосту Балицяо, для чего необходимо было предварительно овладеть деревней Ягуаэ, занятой весьма сильным отрядом пехоты. Деревня эта была атакована справа 101-м линейным полком, а слева – стрелковым батальоном, причем оставшиеся в ней китайцы выбивались штыками из строений и садов. Большая же часть китайской пехоты отступила из деревни Ягуаэ по направлению к мосту Балицяо, преследуемая сильным огнем. Генерал Коллино, следовавший левее, должен был одновременно выбить китайскую пехоту, занявшую обширное кладбище, заросшее густым лесом и представлявшее собой прекрасное укрытие. Таким образом обе колонны, двигаясь на одной высоте, подошли к мосту Балицяо, который китайский главнокомандующий приготовился упорно защищать. Ближайшие к мосту строения и пагоды были заняты пехотой; артиллерия, состоявшая из орудий большого калибра, обстреливала мост продольно; наконец, берег канала и прибрежные тростники были заняты стрелками.

Главнокомандующий Цэнгэринчи принял на себя лично руководство обороной моста. Пользуясь укрытиями, французская пехота постепенно приблизилась к нему, отвечая на огонь китайцев. Обе батареи выехали на позиции в 350 саженях от моста с целью подготовить атаку своим огнем. Генерал Коллино, вышедший к каналу левее моста, поставил свою 4-фунтовую батарею таким образом, чтобы обстреливать его косвенным огнем; в то же время 12-фунтовая батарея выехала на позицию и стала анфилировать мост. В течение получаса продолжался решительный артиллерийский бой, причем китайские снаряды безвредно перелетали через головы французских войск. Китайские начальники в течение всего боя показывали своим подчиненным пример храбрости, появляясь на мосту среди сильного перекрестного огня, опустошавшего ряды защитников и перебившего почти всю прислугу при орудиях.

Когда огонь китайцев заметно ослабел, генерал Коллино построил одну роту 101-го полка с подоспевшими людьми других частей в колонну и лично повел ее в атаку на мост, который был взят с первого раза, несмотря на заграждения, устроенные посреди него из орудий, сброшенных с лафетов. Китайские войска, стоявшие открыто у моста, потеряв большую часть своих начальников, обратились в бегство на запад по направлению к Пекину. Только небольшие кучки неприятеля продолжали сопротивляться в отдельных строениях и пагодах, а также из прибрежных тростников раздавались еще некоторое время одиночные выстрелы. Часть китайцев, старавшихся переправиться через канал, где не было моста, утонула. Генерал Монтобан перешел через мост немедленно за войсками Коллино, который в это время сломил последние следы сопротивления, очистив от неприятеля деревню и берег канала. Сражение, начавшееся в 7 часов утра, окончилось занятием деревни Балицяо в 12 часов дня, а в 2 часа уже все французские войска расположились в оставленных палатках китайского лагеря.

Участие английских войск в сражении 21 сентября, после освобождения левого фланга французов, от наседавшей на него маньчжурской конницы, отступившей на запад, заключалось в преследовании неприятеля левой колонной и в дальнейшем наступлении правой колонны по направлению к пешеходному мосту. В состав левой колонны, при которой находился сам генерал Грант, входили вся кавалерия, 99-й полк, морская пехота и три орудия Армстронга. Правая колонна состояла из 2-й бригады 1-й дивизии. Движение английских войск, в особенности с приближением к Пекину, было чрезвычайно затруднено дурными дорогами, по сторонам которых шли крутые насыпи, а также широкими глубокими рвами, пересекавшими поля. Маньчжурская пехота, занимавшая несколько лагерей, отступала перед англичанами, отстреливаясь издали и не причиняя им вреда. В одном из таких лагерей, которые разрушались и сжигались, было найдено 18 орудий. Жители деревень, видя, как англичане поступают с покидаемыми неприятелем лагерями, сами принялись за грабеж. Только в одном месте, представлявшем собою несколько рощ, соединенных заборами и кладбищами, китайцы пытались остановить наступление левой колонны противника. С приближением английской кавалерии к маньчжурскому лагерю, расположенному в этом пункте, она была встречена беглым огнем неприятельской пехоты, которым было ранено несколько человек. Но с подходом пехоты и артиллерии маньчжуры были выбиты из занимаемой ими позиции, причем 99-й полк пошел в штыки. Между тем как правая колонна, менее задерживаемая неприятелем, подошла к пешеходному мосту, левая колонна преследовала противника по направлению к Пекину. В 6 верстах от столицы, когда люди и лошади были утомлены, войска сделали привал на один час. По истечении этого времени левая колонна, видя, что неприятель исчез, повернула назад и, следуя южным берегом канала, подошла к пешеходному мосту, где и соединилась с правою колонною.

Так как мост был непригоден для перевозки артиллерии, генерал Грант приказал своим войскам не переходить канал, а расположиться биваками на берегу его, тем более что главная переправа через канал, мост у Балицяо, находилась в руках французов. В то время как английские войска располагались на биваках, неприятелем внезапно был открыт огонь с северного берега. Отряд пехоты немедленно перешел на другую сторону канала. Смело бросившись на неприятеля, занимавшего лагерь, расположенный вблизи канала, атакующий выбил противника из занимаемой им позиции и захватил орудия, из которых перед тем китайцами был открыт огонь. Обозам после окончания преследования приказано было подтянуться к войскам.

После полудня 21 сентября сражение у Балицяо было окончательно выиграно, непобедимой маньчжурской коннице был нанесен жестокий удар, и дорога на Пекин была открыта союзникам. Число китайских войск, принимавших участие в сражении при Балицяо, простиралось от 50 000 до 60 000, в том числе до 30 000 конницы. Китайцы потеряли в сражении приблизительно до 3000 человек, тогда как потери союзников были в сравнении ничтожны: французы – 3 человек убитых и 17 раненых, англичане – 2 убитых и 29 раненых. Такая значительная разница в потерях произошла вследствие того, что сражение у Балицяо представляло собой бой иррегулярной кавалерии с пехотой и артиллерией, в котором кавалерия, не успевшая уничтожить неприятеля, терпит значительный урон от ближнего огня, в свою очередь не нанося никакого вреда пехоте. Китайская артиллерия нисколько не поддержала своей конницы, так как ни один снаряд не попал в войска союзников. 27 бронзовых орудий было оставлено на поле сражения вместе с массой ручного оружия, брошенного китайцами во время бегства.

Впечатление от последней победы было громадным. Получив известие о поражении своей армии, император удалился из Пекина на север в город Жэхэ, предоставив своему младшему брату принцу Гуну заключить мир с союзниками. 22 сентября принц Гун известил депешей обоих послов о своем назначении, объявив, что действия принца Цай и военного министра найдены императором неправильными и они лишены своих званий; вместе с тем он просил прекращения военных действий для начала новых переговоров.

В тот же день лорд Эльджин и барон Гро ответили принцу Гуну, что военные действия могут быть прекращены только в том случае, если все захваченные парламентеры будут присланы в лагерь. 25 сентября барон Гро послал новую ноту принцу Гуну, в которой указывал на недобросовестное поведение прежних императорских комиссаров и требовал снова немедленной выдачи парламентеров; при исполнении последнего требования он обещал приостановить дальнейшее наступление к Пекину. В таком случае войска союзников должны были остаться у Тунчжао во все время переговоров, до окончательной ратификации мирного договора обоими послами в Пекине, а затем перейти на зиму в Тяньцзинь, в котором оставаться до весны, так как отправление войск ранее этого времени весьма затруднительно. На принятие решения принцу Гуну был дан трехдневный срок, который истекал 30 сентября. Прибывшая упомянутого числа в 8 часов утра ответная нота принца Гуна не удовлетворила желаниям послов, парламентеры не были освобождены, и императорский комиссар требовал со своей стороны отступления союзных войск к Чжанцзяваню перед началом переговоров в Тунчжао.