旧幕府軍主力の幕府陸軍歩兵隊及び桑名藩兵、見廻組等は鳥羽街道を進み、会津藩、桑名藩の藩兵、新選組などは伏見市街へ進んだ。旧幕府軍の本営は淀本宮(淀姫社)に置かれ、総督は松平正質、副総督は塚原昌義であった。
経過.
旧幕府軍北上.
鳥羽方面での戦闘.
旧幕府軍は慶喜参内にあたって軽装（少数のお供）でくるよういわれていたので、それなら幸いと先供を進軍させていた。慶喜が朝命（明治天皇の頼み）に従い御所へ参内するにあたって、島津家文書の『慶明雑録』では旧幕府軍は薩摩藩との戦闘を京都に入った後で行う認識だったとし、『村摂記』では旧幕府軍側は京都に入るまでは平穏に行軍するよう慶喜から命令されていたとする。
そのため旧幕府軍は隊列の前から薩摩軍に潰された。薩摩軍は左右の藪へすでに兵士を回してあり、こうして関門を置いて旧幕府軍を前と左右から生け捕り状態に奇襲の罠にかけつつ先制攻撃をしかけたため、旧幕府軍は残らず潰滅させられかけた。
高浜砲台の守備に入っていた津藩主・藤堂元施は山崎の関門を固めていた。始まった戦が２、３日ほど続くと、藤堂の守っている関門あたりまで旧幕府軍の前線が引いてきた。薩摩藩兵の使いが藤堂のところへきて新政府軍として参戦するよう説得すると、津藩兵は旧幕府軍を撃ち始めた。旧幕府軍は味方と思っていた津藩兵から砲撃を受け、山崎に陣を張ることができなくなり、そこから後退していった。
指揮官の敵前逃亡.
この時、歩兵隊は銃に弾丸を込めてさえおらず、不意の攻撃に狼狽し、滝川具挙は砲撃に驚き乗馬したまま前線から逃亡。奇襲を受け指揮官不在の形になった旧幕府軍の先鋒は潰走し、見廻組など一部が踏みとどまって抗戦していたところ、後方を進行していた桑名藩砲兵隊等が到着し反撃を開始した。日没を迎えても戦闘は継続し、旧幕府軍は再三攻勢を掛けるが、薩摩藩兵の優勢な銃撃の前に死傷者を増やし、ついに下鳥羽方面に退却した。具挙は前線を去り淀城に逃げ込もうとするが淀城側に拒まれて断念。戻って幕府軍の指揮をとるが再び敗れ、大坂を経て江戸に向けて敗走した。
伏見方面での戦闘.