传说据守天坛的辫子军有德国指挥官在内，还有说德国驻华公使辛慈与复辟有关，这是因为张勋曾反对对德绝jiāo，而宗社党的劳乃宣又曾建议溥仪通婚于德皇威廉二世而引起的谣言。
7月9日起，讨逆军联合近畿的北洋军，兵临北京城下。第一师在安定门、广渠门、朝阳门外，第十三师在西直门外，第十一师的一部分在永定门外，第三师、第十二师的的一部在彰仪门外，第十一、十二两师的另一部在西苑，对北京采取了大包围。
复辟的局面是彻底的瓦解，9日奉天的第二十八师师长冯德麟投奔张勋，拥护复辟，眼见情势不对，想溜之大吉，不料才逃到天津，就在火车站被讨逆军拿获。10日雷震chūn、张镇芳、梁敦彦也自北京逃出，在丰台车站被捕。雷震chūn和张镇芳都是袁世凯称帝时的宠臣，如今参加复辟，时人称之为“双料帝制犯”。他们要求打电报给在徐州的倪嗣冲，可是电报也被扣留下来。只有那位善于化装术，号称文圣的康有为，抛弃了头品顶戴，扮成一个古朴乡下的老农，偷偷地逃过了沿途军警监视哨，他的财产在戊戌政变时被查封，民国3年发还，这次又被查封了。最可笑的是伪邮传部副大臣陈毅（前清中兴名将陈湜之孙）在huáng村车站被捕，当地驻军叫剃头匠剪去他的辫子，要他具一张甘结，上写：
“具结人陈毅，因参加复辟被捕，蒙恩不究，从此永不参预复辟，如违甘领重究。”写完才放他回天津，当时报上给他刊了一联：“不死万事足，无辫一身轻。”
10日张勋发出一个通电痛斥北洋派人物的背信弃义，出卖朋友，他说：
“变更国体，事关重大，非勋所独能主持。……去岁徐州历次会议，冯、段、徐、梁诸公及各督军，无不有代表在场。即勋此次到津，徐东海、朱省长均极赞助，其余各督军亦无违言。芝老虽面未表示，亦未拒绝。勋到京后，复派代表来商，谓只须推倒总统，复辟一事自可商量。勋又密电征求各方面同意，亦皆许可，密电具在，非可讳言。
现既实行，不但冯、段通电反对，即朝夕共谋之陈光远、王士珍，首先赞成之曹锟、段芝贵等，亦居然抗颜反阙，直bī京畿。翻云覆雨，出于俄顷，人心如此，实堪浩叹。勋孤忠耿耿，天日可表，虽为群小所卖，而此心至死不懈。但此等鬼蜮行为，不可不布告天下，咸使闻知，以免混淆黑白。除将历次会议纪录并往返函电汇集刊印分送外，先此电达。”
11日，外国记者到南池子（张大帅公馆）去会见张勋，这位闯下滔天大祸的辫子大帅，态度很镇静，他向洋记者们从容谈话，他说复辟一事不是我独断独行，我只是执行北方各省督军们的共同主张，冯国璋有亲笔信（其实这是胡嗣瑗假冒冯的信）在我手中，而段芝贵和徐树铮怂恿我，段祺瑞不能说是不知情，我有他们签名的文件在手，我必要时会公布的，我决不会向他们投降。
讨逆军虽然把北京城包围起来，可是总想不战而胜，尽量避免在北京城内用兵。所以9日至11日，一方面由汪大燮、刘崇杰透过外jiāo团从事和谈，另方面敦促王士珍从中奔走，只是张勋的态度很顽qiáng，自恃有北洋派拥戴复辟的文件在手，所以坚不缴械，一定要自己带辫子兵回徐州。
由于和平解决无望，讨逆军决定攻城，汪大燮和刘崇杰找外jiāo团商谈攻城计划。外jiāo团仍推领袖公使（荷兰公使）答复讨逆军，同意攻城时间以12日上午4时至晚上12时为限，大pào只许发放实弹一发，其余则以空pào威胁辫子军投降。
讨逆军于是在11日晚间决定了作战计划，以第一师进攻朝阳门，攻入城后，即继续向南河沿的张宅进攻。第八、第十一、第十二各师由永定门、广安门进攻天坛，第三师由彰仪门进攻天坛及中华门。
12日拂晓，第二师进攻天坛，守天坛的辫子军约3000人，甫经接触，就挂起了五色旗表示投降。一小部分不肯投降的辫子军退往南池子张宅。
讨逆军攻势开始，一切都很顺利，主要原因由于辫子军完全失去斗志，讨逆军东路由朝阳门攻进东单牌楼及东安市场，西路由宣武门向北到西华门，残余的辫子军被迫集中到南池子一隅。占领宣化门的讨逆军，在城楼上架设了大pào，pào口对准天安门和南河沿的张宅。
就在这时候，又传来辫子军徐州老巢的消息，张勋手下第一员大将，留守徐州的张文生，率领定武军六十四营通电投降，不战而屈。张文生是沛县人，与丰市的李厚基同为苏北籍的北洋军阀。定武军在徐州投降后，头上的辫子都完全剪光，他们的投降使得在北京的辫子军更感绝望。
宣武门的大pào，于12日中午发了一pào，把南河沿的张宅墙头打了一个大dòng，且引起了剧烈的响声和一片火光。护卫“大帅公馆”的辫子兵纷纷弃械剪辫而逃，就在这兵荒马乱的当儿，又累又气的“张大帅”，被两名荷兰人挟上了汽车，疾驰入荷兰公使馆。
北京城内留下的是遍街可见的辫子，因为辫子兵逃亡时，一定要去剪掉辫子才得安全。
过去几天，辫子代表通行证和取物证，代表特权，好似一道灵符，乘车可以不买票，上戏馆也不必要戏票，买东西更不需要付钱，调戏妇女也好像很应该，而今则是有了辫子就要遭殃了，所以辫子便毫不留恋地遗弃在街头巷尾。
这是讨逆军的第二次战争，也是最后一战，辫子军死了不到100人，其他则是逃之夭夭了。
在讨伐张勋的军事行动中，曾有空军助战，这是中国内战史第一次使用空军。
轰炸清宫是由段祺瑞的讨逆军派出南苑航空学校校长秦国镛，驾机在逊清故宫上空盘旋，投下了三颗炸弹。据废帝溥仪追诉这一次空袭说：
“宫中掉下讨逆军飞机的炸弹，局面就完全变了。磕头的不来了，上谕没有了，大多数的议政大臣没有了影子，纷纷东逃西散，最后只剩下了王士珍和陈宝琛。飞机空袭那天，我正在书房里和老师们说话，听见飞机和从来没有听见过的爆炸声，吓得我浑身发抖，师傅们也面无人色，太妃们的情形更加láng狈，有的躲进卧室的角落里，有的钻到桌子底下。这三个炸弹一个落在隆宗门外，炸伤了‘二人肩舆’的轿夫一名，一个落在御花园的水池里，炸坏水池子的一角，第三个落在西长街隆福门的瓦檐上，没有炸，把聚在那里赌钱的太监们吓了半死。”
当清宫被炸后，遗老们怎样应付这从未遇到过的大难呢？他们把这件事jiāo托溥议的师傅梁鼎芬通过一个日本人名叫含泽的，请求日本驻北京的公使林权助致函段祺瑞的陆军第十二师师长陈光远停止轰炸，含泽是用东洋信纸写的草书信件，信里说：
“先刻承嘱之事，已有林公使函知陈师长注意（此信托由江统领转jiāo），飞机再不可来攻矣。即颂晚安。名心叩。七日夜。即焚。”册内又有梁鼎芬的亲笔谢函一通，文曰：“昨日畅谈，深慰饥渴。又得阁下介绍林公使，飞机一事致书停止，遂得安静，情深至此，何以为酬。专此奉谢。含泽仁兄大人左右。弟名正顿首。林公使请代致谢为托。”