額爾金和葛羅離開河西務；回到聯軍營地。外交官們儘量不惹人注意。埃裡松嘲弄地指出：“直至此時，外交官們的作用並不顯著，使團人員有些垂頭喪氣。額爾金勳爵和葛羅男爵則對各自將帥比較殷勤了。親愛的將軍取代之前的將軍先生”。
孟託邦抱怨兩特使再次受騙上當，責怪他們對清政府還報有幻想。他尖刻地說：“什麼也不能使他們睜開眼。光想外交取勝，他們竟喪失理智”。
9月20日
柯利諾將軍率其三千人馬和野戰炮連趕來，增援前線法軍。援軍來得正是時候。英軍方面，格蘭特也要還在河西務的拿皮耳將軍，儘快帶兩個團前來與他會師。
偵察表明，清軍步騎正向通州至京城的運河前線密集調動。運河上有兩座橋，西邊一座是木橋，炮兵不能通行；第二座為單孔橋，漂亮的漢白玉老橋，建於十七世紀，兩旁豎有動物石雕的欄杆，名叫八里橋。八里等於與京城相隔的距離。從橋上可以遠望北京高大的城牆。但因有樹林和住宅掩蔽，聯軍看不見那座橋，更看不清楚具體方位。
而正是在八里橋前，僧格林沁將軍決定交戰，以阻止英法聯軍推進。“按中方的說法，這是一個大包圍圈，英法軍隊從中必將找到他們的墳墓”，在聯軍遠征正式報告中可讀到這樣的句子。在這個大平原上，清軍總兵統率大軍估計有三萬之眾，而且陣地精心安排，大多隱蔽在樹叢或村落之中。作為預備隊伍，清軍統帥還擁有精銳部隊，即京帥禁旅八旗，以兵勇身穿黑邊黃馬褂為識別。而且，這位將領非常熟悉地形，而聯軍卻不能。
英法聯軍準備迎接挑戰。孟託邦希望“9·18”之舉煽動清政府否認這個“無恥的圈套”。不過，由於僅知道大批清兵集結，而看不到後面將發生什麼，格蘭特和孟託邦徵得兩位全權特使的同意，決定尋機與僧格林沁正面交鋒。據孟託邦所言，這位了不起的將領，無論白河敗走或“9·18”失利，都未能失寵降職。
9月21日
孟託邦將軍這回運氣真好，輪到他走在部隊前頭，並確定最佳進攻位置。對於他，立功的一天終於來臨。這是與中國人作戰而揚名內外的時候，況且又將無人來和他爭功！
孟託邦描述戰場狀況。距張家灣聯軍營地五公里，是通州重鎮，鋪花崗石的老馬路通往北京。而在八里橋村，這條馬路橫跨運河，從石橋上經過。聯軍兩帥知道，橋前橋後，均由僧王大軍把守；於是，決定攻奪該橋。他與格蘭特商定，一旦進攻八里橋部署確定，將由法軍駐紮橋對面，然後就取這個戰略要地。
聯軍營地裡，可謂群情激奮，又惶惶不安之夜。天剛亮，大家喝罷咖啡。五點半鐘，出戰訊號打響。天氣好極了。第二營一輕步兵寫道：“……清晨晴朗，略感涼爽，令人快活；河面上，田野上，飄浮著朦朧的薄霧……。不一會兒，明媚的陽光碟機散晨霧，照耀遠近鄉野，大地多麼讓人陶醉！”
戰線從東向西展開。冉曼將軍部及兩個炮兵連同參謀部，居右側；柯利諾將軍部及一連炮兵居中，為先頭部隊直插八里橋頭。隨後跟來英軍，步兵西進，炮兵居中，騎兵向右。作戰陣勢如此。英法各派出四千人馬，共計八千左右。
而清兵，卻多達兩萬至兩萬五千人，部署在平原上，呈大弧圈陣勢，戰線約五公里，兩翼強固。而中央，八里橋軸線上，有一村莊為大據點，村後留有大批裝備火炮的步兵為增援隊。
左翼，柯利諾將軍親率一小隊人馬挺進，有一連工兵、兩連輕步兵、一連炮兵和兩小隊騎兵。冉曼將軍則率部跟在後面，其中有一營輕步兵，引信兵，12炮兵隊和101戰列團。柯利諾先頭部隊不久與大隊清軍馬隊遭遇，對方從左翼包抄過來。其時英軍尚未趕到。這樣，柯將軍令部隊停住，組成方陣，架設大炮，