力荐拳民可用，获准面见慈禧太后，1900年被重新起用为山西巡抚。任山西巡抚时，毓贤排外更加激烈，唆使义和团焚烧教堂及屠杀教民，对拳民首领款若上宾。之后对传教士假称兵力不足，未能在各县对其保护，设计命全省教士集中到省城太原一室之内。于1900年7月9日，在巡抚衙门西辕门前，毓贤将这46人尽数处决，妇孺皆不免。毓贤亲手杀死天主教山西北境教区正主教艾士杰。山西全省共杀传教士191人、中国教民及其家属子女1万多人，焚毁教堂、医院225所，烧拆房屋两万余间，是各省中死人最多的一个省。清廷事后为此付出四百余万两白银的抚