8月12日凌晨1点钟，八国联军第二集团军忽然向通州东门、南门和北门同时发起了猛攻。
俄军用大炮轰击通州城东门，数十炮之后，城门被轰开一个大洞，城门后的守军伤亡惨重。
其后赶来支援的武卫后军守军仓促迎战，双方激战到凌晨2点，东门弹药补给不足，火力下降，俄军趁机冲进了通州东门。靠近守军之后，凶悍的俄国人与武卫后军开始肉搏战，一寸一寸地夺取阵地。
这才反应过来的武卫后军守军，在城墙上向冲入城门内的俄军猛烈射击，同时有一些官兵冲了下来，和俄军展开肉搏战，俄军被赶出了东城门。
华西列夫斯基命令骑兵连参加冲击，这些哥萨克人挥舞着他们善于使用的马刀蜂拥砍杀，东门又被俄军占领。但增援而来的义和团战士很快利用人数的优势与俄军颤抖在一起，双方在雨水死伤惨重。
天亮时分，俄军继续向通州东城进攻。
但中国守军的决死表现令人惊讶，他们从城墙上的每一个垛口后连续不断地射击，大炮从城墙上直接瞄准，冲击中的俄军顿时乱成了一团。拉炮的十几匹马瞬间都被打死，冲在前面的炮手全部负伤。俄军仓皇后退，撤退到城墙东南角落的数间民房里。
天大亮之后，中国守军乘胜追击，向俄军藏身的民房呐喊着冲击过来。在丢弃武器、伤员和尸体之后，俄军被赶出了城外。
整整一夜的攻击后，俄军又退回到了原地，??就在此时，阿列克谢耶夫率领援军到达，得到兵力补充的俄军立即重新开始冲锋。而因为东城城门被几次攻破，董福祥不得不派遣更多的人驻防在东城门。
俄军与武卫后军几度激战与东门，导致东门完全被毁，城墙也产生裂纹几近崩塌。
8月12日中午12点，俄军第10团团长安丘科夫率领部队向通州东城发起一轮冲锋，他骑在马上高举马刀，身先士卒，杀死数名义和团士兵。
通州防御总司令董福祥此时也出现在东城的守军阵地上，身先士卒的他毫不隐蔽地站在高处，挥舞着一把中国战刀，大喊：“退者立斩！”
在守军的阻击下，俄军很快就退了下去，留下一片尸体，其中包括安丘科夫团长本人也被武卫后军士兵用刺刀刺死。
华西列夫斯基刚想站起来喊什么，立即被密集的子弹击中，话音未落栽倒在地。到12日下午，俄军仅攻占通州城外的一处山神庙。而进攻南门和北门的联军甚至连城门都没有攻破，随即被击退回去。
八国联军的进攻失败，使得中司令官阿列克谢耶夫打红了眼，下令联军士兵继续向东城进攻，沿着东城门进入内城消灭敌军。双方在通州东门反复争夺，一直战斗到晚上，八国联军不得不撤退休息。
就在八国联军对进攻通州城一筹莫展的时候，此时突然有人报告说通州城内有人来投，愿意做一个内应。
焦头烂额的阿列克谢耶夫大喜过望，立即将那人叫来询问。
来着是一个尖脸猴腮的大烟鬼，一张嘴一口大黄牙剩下没几颗，说话的时候喷出来的口臭熏得人们退避三舍。
这人说道：“诸位洋大人好，我是民军神威营的，我叫做陈震天，我的堂兄叫做陈震宇，是神威营的统领。”
阿列克谢耶夫随即问一下神威营是什么民间组织，有人立即说这支部队就是义和团的，阿列克谢耶夫勃然大怒，下令将其斩首示众。
陈震天被几个印度士兵按在地上，他顿时大叫起来：“你们还要不要打下通州了？你们想不想胜利？想要胜利，就不能杀我，我哥给你们做内应。”
美军司令沙飞立即说道：“等一下，听他说完。”
陈震天被释放开来，他揉着肩膀抱怨道：“有你们这样对待客人的吗？”
“其实如果不是神威营杀死了聂士成，我们未必能够轻松地占领天津。”英军司令盖里斯说道，“所以从这一点上来看，神威营可以做我们的朋友。”
陈震天立即说道：“是啊，我们可以做朋友，所以我才来了，你们要是杀了我们，还能不能做朋友了？”
阿列克谢耶夫问：“你们为什么要帮助我们，总要有一个令人信服的理由吧？”
陈震天立即说道：“我们已经不被大清的军队所容纳了，没有人肯收留我们，甚至连义和团都不收留我们，就因为我们杀了聂士成。”
“这个理由倒是可信。”盖里斯说道。
陈震天举起右手发誓：“我要是说一句谎话，我就被五马分尸。”
阿列克谢耶夫问：“五马分尸是什么意思？”
一个翻译说道：“就是用五匹马，分别勒住一个人的四肢和头颅，然后五匹马狂奔，将这个人撕成五部分。这种刑罚在中国的古代盛行，是一种非常残忍的重刑，现在的清政府将最重的刑罚改为了凌迟。凌迟就是用渔网勒紧罪犯，然后用锋利的小刀一片一片地将罪犯的肉剃下来，据说要割一万刀，让人活活疼死。”
阿列克谢耶夫摇头道：“这些该死的黄皮肤猴子们，真会想办法。”随后他又说道：“你们能帮助我们什么？”
陈震天说道：“我们自从被清政府所不容之后，很多人都跑了，不再追随我们神威营了，我和我哥还有一百多个忠心耿耿的护卫于是就跑到通州城隐姓埋名准备用手中的钱过安稳日子。几天前朝廷派了五万义和团增援通州，岂料到其中就有认识我们的，被我们给杀了。我哥说这儿不安全，我们应该离开，可是你们来了之后，城门关闭，我们也走不了了。我哥还说，想要活命就要让你们获胜。他说我们毕竟间接帮助过你们打败了清军，占领了天津。而清政府绝对不会放过我们，要是清军获胜了，我们死定了。所以我哥想到了一个好办法，他在城里挖了一条地道。这些天我们一直在挖地道，终于挖出了一条只能容纳一个人通过的地道。我哥说希望你们能派人从地道钻过来，里应外合干掉清军。他只有一个要求，就是如果打败了清军之后，他要做天津巡抚帮助你们在天津捉拿其他义和团。”
阿列克谢耶夫让陈震天先下去，他们讨论一下，随后众人大笑起来，这才是天上掉馅饼啊。
“如果这是一个陷阱，我觉得应该是最可笑的陷阱，如果这是实情，那么我相信这是上帝赐给我们的礼物。”美军司令沙飞大笑道。
“是啊，没有想到会有这种好事。”盖里斯忍不住说道。
阿列克谢耶夫没有笑出来，他的部下死伤惨重，包括他的参谋长在内，在听取了大家的意见之后，众人决定可以尝试一下。但是这件事不能让白人去做，所幸联军内有许多殖民地军队，美军司令沙飞立即说：“我的军队里有许多吕宋土著人（菲律宾人），他们和中国人很像。”
“不，他们不一样。”盖里斯说道。
“但是在我看来他们长得都一模一样。”沙飞说道。
“好吧，在我看来他们也很像。”盖里斯一唱一和地说。
阿列克谢耶夫说：“那么内应的任务就交给那些吕宋人吧。”
8月13日，联军再一次派遣了一支一百人的部队向天津开赴，督促辎重部队快一些将辎重运送过来，然而却得到了一个让联军震惊的消息。阿列克谢耶夫等人最担心的事情发生了，天津果然被清军收复，收复清军的部队是清军之中的西北血军。
“又是曹跃！该死的曹跃！”阿列克谢耶夫大怒道。
“现在我们怎么办？我们已经被包围了。”沙飞郁闷地说。
“不要急，我们的援军就快到达天津了。”阿列克谢耶夫说道。
沙飞说：“可是我们能否坚持到那个时间呢？”
“一定会的。”
坏消息接二连三地传来，天津失陷之后，八国联军储藏在天津的联军弹药库受到攻击，为了避免弹药库落入清军手中，守备的联军士兵引爆弹药库，引起大爆炸。虽然没有资助敌人，但同时联军的弹药补给被焚之一炬，这给联军造成的伤害更加巨大。
阿列克谢耶夫再一次召开会议商讨未来战况，众多代表七嘴八舌，但没有达成统一，可是支持撤退的越来越多，阿列克谢耶夫说道：“即便撤退，今天晚上的计划也不能改变，另外我们应该和日军汇合，不知道她他们的战况怎样了。”
今晚的作战计划不能改变，众人终于达成共识，最终作出决定，如果今天打不下来通州，明天立即向丰台和长辛店移动与日军汇合。
阿列克谢耶夫忧心忡忡，他知道从海参崴出发的俄国援兵最起码要在十天之后才能抵达，他不知道自己的部队能否坚持十天。阿列克谢耶夫将盖里斯和沙飞都叫在一起，认真地说了自己的计划，如果这次攻占通州等待十天之后的援军。
除了这个办法，联军似乎也没有其他办法了，只能硬着头皮打下去。