烧毁城内教堂，并围攻各国使馆。8月，八国联军攻占北京，解救被义和团围攻的各国公使。1901年8月，八国联军从北京撤军。9月7日，清政府同西方签订《辛丑条约》。同年，西便门和东便门城墙上各开一铁路豁口，成为对北京城墙最早的改造。1902年1月，慈禧太后和光绪帝回到北京下罪己诏。1909年，连接北京至张家口的京张铁路在詹天佑的主持下建成通车。1911年3月30日，清华大学成立。
民国至共和国初期.1912年1月1日，中华民国在南京成立，同年3月迁都北京。民国伊始，北京仍依清制称顺天府，