任命为统率义和团大臣，率领义和团同八国联军开战。8月，八国联军佔领北京，刚毅随同慈禧太后「西狩」，途中病死于山西侯马镇。战后，西方列强将刚毅列为主要战犯之一，要求慈禧太后加以惩处，慈禧以其先死，未加以追究，但追夺其原有全部官职。刚毅与毓贤皆是刘鹗《老残游记》中清官比贪官可恨的代表。