井伊直弼死后，幕府虽然已经失去了凭借铁腕压制全国反对势力的能力，但却并不愿意让统治日本250年之久的大权落入各藩大名或者朝廷手中。随着朝廷的声望日渐恢复，为拉拢尊皇派人士，幕府又提出了公武合体政策。所谓公武合体，名义上是希望自平安时代以来便分裂为公家和武家的日本政治重新合二为一，同时将有实力的外样大名引入幕府决策层，进而使整个日本上下团结一心，抗击外敌。但事实上，幕府根本没有攘夷的打算，而且也并不希望天皇、公卿回到政治中心。其目的仅是借用天皇的威信，加强幕府权威，巩固岌岌可危的武家政权。而达成公武合体的手段，则是奏请天皇将皇女和宫公主下嫁给将军家茂。
世代效忠德川家的谱代大名自不用说，为加强自己对朝廷和幕府的影响，很多极具实力的外样大名也决定支持公武合体论。萨摩藩主岛津忠义的监护人、萨摩藩的实际掌权者岛津久光便对此表示积极支持。与此同时，长州藩保守势力提出主张开国的《航海远略策》，并决定支持公武合体。在这两个实力极强的外藩支持下，公武合体论获得了大部分藩国支持，一时间成为了日本救国之策。1861年10月20日，和宫公主前往江户，与德川家茂结亲。至此，公武合体的关键一步已经达成。
但与此同时，与公武合体派针锋相对的尊皇攘夷声浪也变得愈发激烈。萨摩和长州内部的下级武士中均存在着大量尊攘派人士。1862年4月，以有马新七为首的萨摩藩尊攘派数十人聚集在京都寺田屋，密谋暗杀京都的幕府要员和亲幕府公卿。岛津久光在此之前即对藩内的攘夷派志士极为不满，认为这些人一直在妨碍自己扩大萨摩藩对幕府、朝廷影响力的步伐。因此在得知有马新七等人的密谋之后，立刻派出九名剑术高强的武士，冲入寺田屋斩杀了包括有马新七在内的六人，另有两人重伤，其余人均向对方投降。投降者中还包括后来甲午战争时的明治政府海军大臣西乡信吾（西乡从道）。同年12月12日，以高杉晋作、久坂玄瑞为首的13名长州激进攘夷分子又放火烧毁了刚刚在品川建成的英国公使馆。在此期间，各藩的攘夷派志士制造了大量恐怖事件，开始诛杀开国派、佐幕派人士。就连岛津久光自己手下的护卫，也在这一年8月因一次意外酿成生麦事件，导致次年萨英战争的爆发。
因亲近幕府而被浪人在1862年7月23日诛杀的岛田左近，此人也是幕末时期一系列暗杀、天诛事件的第一个受害者，其首级被浪人竖立在京都街头示众
为扩大自己的政治影响力，长州藩突然改变了支持公武合体的藩论，转而支持攘夷派，并一下子以攘夷势力骨干的身份成为了在京都势力最大、对朝廷极具影响力的藩国。与此同时，朝廷内部持攘夷态度的公卿也在逐渐扩大着自己的势力。攘夷派公卿与长州藩最终促使孝明天皇下令让将军前往京都，向天皇面陈攘夷策略，并确定驱逐外国人的日期。1863年3月，将军家茂在幕府重臣簇拥下前往京都。在与朝廷周旋将近一个月后，还是被迫向天皇上奏将在5月10日施行攘夷。
以当时的日本军事力量而言，虽然武士人数众多，但很多还是以旧式冷兵器为武装，大部分火器部队装备的也只是铁炮，与16世纪战国时代的装备无异。少数更换了欧式装备的部队此时也仅装备有一些在欧洲早已过时的老式前膛燧发枪，训练水平也比较低。因此无论是幕府直属部队，还是各藩藩兵，均没有实力与欧美军队进行战斗，更不要说将外国势力赶出日本了。因此幕府在下达命令时，故意将赦令原意改成了“如果遭到外国攻击，便施行攘夷”，使攘夷成为了一件模棱两可之事。到5月10日当天，各藩国均没有进行任何攘夷行动。而一直以攘夷核心自居的长州藩在接到诏书后反而骑虎难下，倘若施行攘夷，则必将遭到外国军队报复，面临打击。若拒绝攘夷，又会使本藩颜面尽失，失去政治领导力，最后只能选择硬着头皮执行攘夷。
自黑船来航后，长州藩便开始在外国商船来往频繁的下关海峡修造洋式炮台，并派出一直在京都活动的进步藩士桂小五郎（木户孝允）前往品川考察幕府修建的大型炮台，并在提出《航海远略策》作为藩论之时允许伊藤俊辅（伊藤博文）、井上闻多（井上馨）等五人前往欧洲留学。自1856年起，长州藩还以在日本失事的俄国帆船为蓝本，建造了两艘欧式纵帆船“丙辰”号和“庚申”号，不过这两舰排水量只有50余吨，能够装载的大炮也仅有寥寥数门。此外，长州藩还向英国购买了283吨的帆船“癸亥”号以及448吨的铁壳蒸汽船“壬戌”号。
由于从幕府开放港横滨起航的外国商船必须经过下关才能驶往长崎或中国等地，而且长州藩又正在下关沿海建造炮台，因此下关就成了攘夷战地点的不二选择。长州在4月25日才接到攘夷赦令，短短15天内根本不可能完成全藩的动员，做好战斗准备。到1863年5月，长州在下关建造的炮台尚未全部完工，七座炮台中仅安装有28门大炮，其性能也只能相当于欧美十几年前的水平。为执行攘夷行动而集中到下关的藩兵人数仅有650人，再加上长府等附属藩国的藩兵以及久坂玄瑞从京都带回的50至60名浪人，兵力总数不过千人，但士气较为高昂，总指挥官则为马关奉行毛利能登。在这些长州士兵中，久坂玄瑞率领的浪人团成员均来自攘夷派激进人士，因其驻地位于下关附近的光明寺而得名光明寺党。这批人是攘夷军中斗志最为旺盛，但也是最急不可耐的部队。
5月10日当天下午，驻守的士兵发现门司田野浦方向有一艘外国船正在下锚，立刻用大炮发射了一发空炮通告守军。此时已经67岁的毛利能登不敢贸然开战，便派出一艘小船上前查看对方情况。经过探查，得知对方是从横滨起航的美国蒸汽商船“潘布鲁克”号，该船正准备前往长崎，同时船上还搭载着几名日本人以及要递交给长崎奉行的文书。由于下关海峡正值退潮难以通航，“潘布鲁克”号便在此处下锚，等待来日涨潮后再行出发。对老迈的毛利能登而言，受藩主毛利敬亲之命攻击外国船只自然没有问题，但对方船上还搭载着日本人和要递交给幕府官员的文书，这就使他对于是否应下令攻击犹豫不决。
在毛利能登犹豫不决之际，自发现“潘布鲁克”号之后便按捺不住的光明寺党不等命令便试图攻击这艘美国商船。在久坂玄瑞带领下，几十名浪人一窝蜂跑到炮台上，吵着要求炮手向美国军舰开炮。但位于下关的炮台射程根本无法覆盖到“潘布鲁克”号所在位置，这群人便又跑到刚刚来到下关的“庚申”号帆船上，要求舰长松岛刚藏带着他们出港迎敌。松岛刚藏本来就与久坂玄瑞相识，一番劝说之后，不仅“庚申”号，就连“癸亥”号也加入了行动。按照计划，光明寺党打算首先以两艘军舰对“潘布鲁克”号进行炮击，其后再从光明寺党中选出敢死队数人，冲到对方甲板上进行白刃战。
长州对“潘布鲁克”号的攻击
5月11日凌晨，准备于第二天破晓起航的“潘布鲁克”号已经点燃了锅炉，烟囱里也时不时喷出一些火星。两艘长州军舰接近后，下关炮台也不甘寂寞地发出了一枚实弹。虽说这是长州藩攘夷行动的第一弹，但射程不足的炮台只是把这枚炮弹射到了水面上，作为开始行动的信号。“庚申”号、“癸亥”号随后开炮射击，两舰总计射出了16枚炮弹，其中三枚命中“潘布鲁克”号。虽然炮弹所造成的损伤很小，但完全没有料到自己会遭到袭击的美国人还是大吃一惊，急忙利用商船上搭载的自卫火炮进行还击。所幸“潘布鲁克”号此时已经做好了起航准备，不久后即退出了海峡，没有受到太大损伤。
虽然对手只是一艘毫无战意的商船，而且自己事实上也没能给对方造成任何实质性损伤。但在长州人眼中，日本军舰首次与外国船只交战便旗开得胜击退黑船，使长州上下士气一振，也促使他们之后接二连三地对途径下关的外国船只进行攻击。
5月23日上午6时，法国军舰“建昌”号在途径下关时遭到长州炮台攻击，身中7弹，但最终还是成功突破了海峡。仅仅3天之后，从长崎起航的荷兰军舰“美杜莎”号搭载着前往横滨赴任的总领事博斯布吕克通过下关。虽然该舰在起航前便已经得知长州在下关攻击外国船只的消息，但其舰长自恃船坚炮利，决定强行突破海峡。从上午7时起，该舰首先遭到炮台轰击，之后又与“庚申”号、“癸亥”号进行了长达一个半小时之久的炮战，两面夹击之下，“美杜莎”号最后以死亡四人、重伤五人的代价通过了海峡。
“怀俄明”号对下关进行的报复性攻击
面对长州藩三番五次无端攻击各国船只的行为，虽然美国此时正陷于南北战争的泥潭中，但以香港为母港搜捕南军袭击舰、此时正在前往横滨的北军战舰“怀俄明”号立刻改变航向驶往下关，准备对长州进行报复性炮击。有备而来的“怀俄明”号是美国海军的新锐战舰之一，其排水量达到了1480吨，比长州藩拥有的全部4艘军舰加起来还要更大。该舰采用蒸汽动力，搭载有两门279毫米滑膛炮，一门60磅线膛炮和两门32磅炮，虽然火炮数量不多，但在射程和威力上相对长州炮台的老式火炮均占有压倒性优势，因此得以从容不迫地在对方炮台射程之外进行攻击。长州方面只得派出手头仅有的“丙辰”号、“庚申”号、“癸亥”号3艘军舰进行反击。一番激战之后，“庚申”、“丙辰”两舰很快即被击沉，“癸亥”号也身负重伤，“怀俄明”号则毫发无损地扬长而去。仅仅这一艘美国战舰，便使长州海军全军覆没了。
法国舰队对下关进行的报复性攻击
6月5日，法国东印度舰队司令亲帅“坦克雷德”号和“塞米拉米斯”号两艘军舰前往下关，其中后者载有35门火炮，火力强大。到达下关后，两艘军舰首先集中火力压制位于前田和坛之浦两地的炮台，之后派遣陆战队员上岸对炮台发动进攻，并由“塞米拉米斯”号提供火力掩护。手持弓箭和老式铁炮的长州兵拼死奋战，暂时阻挡了对方前进，但不久之后法国人便派遣了更多部队上岸击溃了长州藩兵。250名法国陆战队分兵三路，第一路直奔炮台，利用铁钉将长州大炮的火门钉死，使其暂时无法使用；第二路前往长州军本营，将弹药倒入大海；第三路则对战场附近的民宅进行报复性袭击，烧毁了33座民居。在使下关炮台丧失战斗力后，法国陆战队才撤回船上离开下关。
在这场历时26天的所谓攘夷战争中，长州炮台和军舰总共与外国船只交手五次。其中三次可以勉强算作胜利，另外两次则是彻底的惨败。美国海军一艘“怀俄明”号便摧毁了整个长州海军，法国则仅用250人的陆战队在两艘军舰配合下就攻陷了长州炮台。长州的火炮射程过短，炮台位置建造得也并不得当，七座炮台被分散布置在了整个下关海峡北岸，而没有集中在海峡最窄处，使外国军舰可以十分轻松地各个击破，炮台本身在面对外国新式火炮的攻击时也很难发挥威力。长州军舰虽然在战斗中表现活跃，但无奈这些舰艇舰型过小，战斗力不足，根本不是对方战舰的对手。此外，长州士兵、尤其是正规藩兵的单兵战斗力也同样不及训练有素的外国士兵。自1615年德川家康攻陷大坂平定天下之后，世袭罔替的武士们已经有将近250年没有参加真正意义上的战争了，靠俸禄度日的武士们早已失去了往日锐气。仅有光明寺党等浪人集团凭借狂热的攘夷激情，表现出了一定战斗力。
在攘夷战爆发之前，负责修建下关炮台的中岛名左卫门就曾说道：“虽然我军士气高涨，但仅凭那些由黄土堆砌起来的炮台实力明显不足，而且士兵的训练水平也成问题，前途实在令人担心。”在当时，这一席话引得激进攘夷分子群情激奋。到攘夷战一败涂地之后，藩内上下不得不一致承认其观点的正确性。攘夷战争之后，长州日夜加紧铸造新式大口径火炮。在法国舰队摧毁下关炮台的第二天，藩主毛利敬亲便命令由高杉晋作负责组建一支采用洋式操练的新军奇兵队。在高杉带领下，独立于藩兵体系以外的奇兵队兵源不再局限于日渐没落的武士阶级，同时也对浪人、农民、商人等所有愿意从军的人士敞开大门，而这些人的战斗意志往往要比武士更高。在高杉晋作的杰出组织之下，这支部队成为了幕末时期长州最具战斗力的部队之一，并作为长州倒幕军力的核心活跃在战场上。除奇兵队以外，此后长州还陆续组建了游击队、精锐队、八幡队、御楯队等新式部队，统称诸队。不过在组建之初，这些部队由于手中的武器仍然是性能相对落后的燧发枪，因此并没有采用最新的欧式操典来对散兵战术进行训练，而只能采用一些相对落后的老式战术。
击败长州守军后在火炮旁边拍照留念的法国陆战队员
在长州人于下关海峡进行攘夷战大约两个月后，萨摩藩也在鹿儿岛海岸迎来了英国舰队的袭击。但与长州主动对外国船只发难不同，英国对萨摩进行攻击的原因只是一场意外事件。
1862年8月21日，岛津久光在700人仪仗队的护卫下从江户返回萨摩。此时英国商人查理·理查德森、其助手克拉克以及同行的马绍尔夫妇也正在同一条道路上骑马赶路，不久后四人便遇到了久光的仪仗队。按照日本礼仪，平民在遇到大名的仪仗队时必须退避到道路两旁下跪行礼，直到队伍经过后才能站起身来。但这四位英国人当然不肯下跪。就在双方争执之时，马绍尔夫人的坐骑突然受惊冲入了仪仗队行列之中。被激怒的萨摩藩士立刻拔刀砍伤理查德森，后者随后被赶来的其他藩士斩杀，克拉克和马绍尔先生也身负重伤，仅有马绍尔夫人一人平安无事。由于这一事件发生在武藏国生麦村附近，因此被称为生麦事件。
描述生麦事件中萨摩藩士砍杀英国商人的浮世绘
事件发生后，英国代理公使约翰·尼尔立刻与幕府方面进行交涉，要求后者公开对英国方面提出道歉，并支付10万英镑赔偿金，同时萨摩方面也要向死者家属及伤者支付25000英镑赔偿，并严惩行凶者。萨摩方面自始至终都不认为自己是事件中的过错方，因而编造了假的肇事者姓名，并声称此人已经逃往藩外。英国方面则一直以幕府作为谈判对象，而且为避免激怒幕府破坏开国状态，其采取的谈判策略也相对谨慎。在此期间，萨摩为预防英国人发动报复性攻击，也开始了备战工作。
由于萨摩藩位于日本列岛最南端的九州岛，周边经常出现外国船只，而且公元13世纪蒙古大军两次东征日本时岛津家都曾参与了抗击入侵的战斗，因此在黑船来袭之前，萨摩便形成了比其他藩国更深刻的海防意识。早在1837年7月，当美国商船“莫里森”号在距离萨摩海岸较近的海面上经过时，萨摩军的炮台便曾依照幕府的击退政策向对方开炮，不过由于火炮射程较短，所有炮弹都落入了水中。在这一事件之后，萨摩方面吸取教训，开始吸收西方科技，并采用了西式的步兵操典强化军备。与其他藩国相比，萨摩藩内的武士比例非常大，单凭农民劳作无法满足数量巨大的武士俸禄，因此不少下级武士也必须亲自躬耕劳作，生活十分艰难。但正是这种艰苦的环境，造就了萨摩武士的坚韧性格，使他们能够在较短时间内适应西洋战术训练。
在有着幕末贤候之称的岛津齐彬于1851年成为藩主前，其父齐兴通过一系列改革政策振兴了萨摩藩的经济实力。齐彬继任后以此为基础开始积极引进西方科技，致力于富国强兵。在岛津齐彬建立的近代化工厂集成馆中，各种洋枪、火炮技术均得到了大力发展。总体上只要是萨摩进口过的外国武器，除某些需要精密工艺加工的技术以外，集成馆都能够仿制出来，虽然产量不大，但却也是日本在近代军工业方面迈出的重要一步。按照齐彬的想法，如果能够将各种西洋武器投入量产，除用于装备萨摩藩兵以外，还可以将其销售给其余藩国，从而获得一笔可观的利润。
由于萨摩海岸附近出没的外国船只越来越多，岛津齐彬也预感到日本在不久的将来便会陷入乱世。一旦那一时刻到来，萨摩藩便应争取主动，派兵进京控制朝廷。而集成馆中生产的各种武器，就将成为决定性力量之一。在齐彬死后，由于他本人的孩子均早年夭折，弟弟岛津久光的儿子忠义成为了藩主，岛津久光则成为了忠义的监护人，是藩政的实际控制者，并继承了齐彬的遗志。
在拒绝向英国支付赔款后，萨摩藩立刻投入了紧急备战工作。仅1862年当年藩政府便新设了120座火药制造所，并大量生产战斗所需的各种军需物资。此外，藩内重臣还多次开会研究如何应对战争结束后可能出现的物价上涨问题。进入1863年后，萨摩进一步加快了备战步伐，在首府鹿儿岛海岸增筑了10座炮台和80门火炮，并在城下详细划分不同防区的位置，确定信号联络用的号炮和烽火。火炮炮手也开始了大强度的实弹训练，各炮台几乎每隔一日便会进行实弹训练。此外，与长州的下关炮台相比，鹿儿岛炮台装备的火炮性能也要更好，其中很多火炮射程都能达到1500至1800米。此时的萨摩虽然尚未建造或者购买像长州那样的军舰，只有12艘长11米、搭载一门18至20磅炮的小艇，但这些小艇也没有因实力不济而疏于训练，反而更加积极地操练接舷战技巧。到1863年5月，萨摩藩举行了鹿儿岛地区的紧急动员演习，效果良好。在战争爆发前不久，又在鹿儿岛海湾内布设了一些由集成馆生产的遥控引爆式水雷，这也是日本第一次使用水雷这种武器。萨摩藩已经完全做好了迎战准备。
集成馆反射炉遗址。该反射炉虽未在萨英战争中被毁，但后来也被日本方面拆除
同年3月，英国东印度舰队司令库珀率领“尤利阿勒斯”号、“珍珠”号、“英仙座”号、“百眼巨人”号、“蜂鸟”号、“赛马”号以及“肆虐”号等7艘战舰进入横滨港，向幕府方面施压。尼尔借机向幕府发出警告，要求后者必须在5月9日之前接受英国的赔偿要求。压力之下的幕府不敢不从，只得同意支付10万英镑赔款，并向英国道歉。在尼尔要求下，库珀率舰队于6月22日离开横滨驶往鹿儿岛向萨摩方面施压，5天后抵达目的地。在此过程中，由于缺乏煤炭，库珀舰队只能利用风帆航行。在尼尔等随舰队来到鹿儿岛的外交官眼中，萨摩人只要看到这支威风凛凛的舰队，便会立刻接受赔偿条件，毕竟连雄踞日本250年的德川幕府都已经被吓破了胆。但出乎他意料之外的是，萨摩人并没有妥协。
发现英国舰队抵达后，萨摩藩立刻投入总动员中。根据记录，光是鹿儿岛海岸的炮台和城下各防区便集中了2318名士兵，鹿儿岛周边乡村地区的兵力总和则达到了8500余人，再加上种子岛守备队的1500名士兵，总兵力达到了10000人之多。萨摩藩数量庞大的武士团虽然在平时给经济带来了巨大负担，但在战时却能够立刻组成一支大军。与长州藩不足千人的攘夷部队相比，萨摩藩做足了准备。此外，由于鹿儿岛城位于英舰火炮射程之内，岛津久光也率领重臣们把大本营转移到了鹿儿岛后方山地中能够俯瞰海湾的千眼寺。
6月28日，为拖延英国舰队发动攻击的时间，以便让鹿儿岛居民和岛津一族完成避难转移，萨摩藩使者登上英军旗舰“尤利阿勒斯”号进行交涉，英方仍然坚持原来提出的条件，萨摩方面则以没有接到幕府方面的指示为由再次拒绝。第二天，双方再次进行交涉，依然毫无进展。同一天，萨摩方面计划出动八条小艇，装载西瓜、鸡、蔬菜等物资，伪装成商人，借机偷袭“尤利阿勒斯”号。行动成员中有不少都在后来的明治政府中成为军政要人，其中包括黑田了介（清隆）、西乡信吾、伊东四郎（祐亨）等人。在行动过程中，8艘小艇中仅有2艘得以接近“尤利阿勒斯”号，其余6艘均遭到英国战舰扣押，导致突袭流产。
7月1日，萨摩方面基本已经完成了居民的转移工作，谈判随之宣告终止，库珀也认清对萨摩进行攻击已是箭在弦上不得不发了。当天下午，海面上刮起了强烈的东风，英国水兵们也不得不忙碌地为迎接暴风采取各种预防措施。第二天，英国舰队先下手为强，以“尤利阿勒斯”号为首的5艘战舰深入鹿儿岛湾内，俘获了萨摩的3艘蒸汽船“天祐丸”、“青鹰丸”、“白凤丸”。按照库珀估计，这3艘船总价值在30万美元以上，以此作为抵押要挟萨摩，后者应该很容易屈服，转而选择支付相对廉价的赔款。但萨摩人的想法却与此完全相反，他们不仅没有屈服，反而将英国舰队扣押蒸汽船的行为看做宣战声明。传令兵奔走于各个炮台之间，传达开战命令。正午时分，随着一声号炮炸响，各炮台纷纷开始对英舰开炮。库珀立刻做出回应，命令“白眼巨人”号、“赛马”号、“蜂鸟”号烧毁萨摩蒸汽船。
在战斗开始阶段，萨摩炮台主要将火力集中在了“尤利阿勒斯”号和“英仙座”号两舰。停泊在樱岛横山炮台正下方“英仙座”号被多枚炮弹命中，造成不少舰员伤亡，最后不得不砍断锚链掉头撤退。不过由于横山炮台火炮使用的炮架较为落后，每次发射后需要大量时间来将火炮重新推回原位才能继续开炮，使得“英仙座”号逃过一劫。遭到鹿儿岛炮台集中打击的“尤利阿勒斯”号位于萨摩火炮射程之外，并未受到损伤，不过该舰在进行战斗准备时却花费了大量时间。按照英国官方公报的记载，该舰是因为风浪过大而无法迅速起锚，而且测量与对方距离也花费了大量时间。但日本人则认定这是因为该舰在横滨搭载了很多装有幕府赔偿金的箱子并将其堆积在了弹药库的门前，而战前英国舰队又认为萨摩会轻易就范，没有提前将箱子移开做好准备，才没能及时打开库门。
以当时的海军技战术而言，在舰队攻击炮台时，最佳策略是从对方海岸防线最外端开始，依次摧毁各个炮台。“尤利阿勒斯”号在12时50分起锚后，花了80分钟才赶到其余六舰前方，开始对祇园州炮台进行炮轰。不过由于当时海况很差，英国舰队没能在风暴中维持住各舰航线。在摧毁祇园州炮台后，“尤利阿勒斯”号便与其余舰只分散，仅能依靠自己力量攻击新波户和弁天波户炮台。好在该舰火力强大，仅一次舷侧齐射便摧毁了新波户炮台中的大半火炮。不过，由于当时战舰的火炮分别安装在两舷，而火炮装填速度又比较缓慢，每当一侧火炮射击完毕后，战舰就要调转船头，趁装填炮弹之际让另一舷侧的火炮开火，以求尽可能充分发扬火力。“尤利阿勒斯”号也采用了同样的办法来对新波户炮台。在第一次转向时，该舰始终保持航线处于炮台射程以外。但在“尤利阿勒斯”号进行第二次转向时，战舰却在风暴影响下鬼使神差地驶到了距离炮台仅有不到700米的地方。
在战前进行了大量炮术训练的萨摩炮手看到对方接近，立刻使用幸存大炮展开了激烈反击。14时50分，一枚榴弹命中了“尤利阿勒斯”号舰桥，爆炸导致舰长和大副当场阵亡。不久之后，该舰的舷侧火炮甲板也被榴弹命中，造成七死六伤。此外，还有一枚实心弹摧毁了“尤利阿勒斯”号左舷的小艇支架。这枚炮弹命中了舰上的金属舾装品，碰撞发出的声音连海岸炮台守军都可以清晰听到。在整场战斗中，“尤利阿勒斯”号的伤亡人数占到了整个舰队的一半，新波户炮台发射炮火的激烈程度可见一斑。
在“尤利阿勒斯”号与新波户炮台激烈交战的同时，“英仙座”号则向鹿儿岛的城下町发射燃烧弹，这些炮弹引燃了硫磺仓库，导致火灾蔓延，超过500座民宅在大火中化为灰烬。在萨英战争结束后，英国议会对于“英仙座”号攻击平民住宅的行为也进行了批评。
15时10分，“赛马”号由于引擎发生故障，在随波逐流之中搁浅在了祇园州炮台附近的暗礁上。在一片风雨交加之中，萨摩军没有看清英国军舰为何停在附近，误以为对方要派出陆战队登陆占领炮台。炮台的火炮早已被英舰摧毁，普通火枪在如此大雨中又根本无法使用，士兵们便各自拔出刀剑，准备迎击对方陆战队。看到“赛马”号搁浅后，“百眼巨人”号和“蜂鸟”号急忙靠近救援，最终在17时30分使后者成功摆脱了暗礁。
萨英战争
战斗进行到最后阶段，“肆虐”号和“英仙座”号摧毁了停泊在战场附近的5艘萨摩船只，并集中火力炮击集成馆。这座岛津齐彬花费半生精力建造起来的近代化工厂，除反射炉和炼钢炉得以幸存外，其余设备均被炮火击毁，之后再也没能完全重建。在一天的战斗中，萨摩军的12艘炮艇由于天气恶劣等原因没能参加战斗。
7月3日，天空恢复晴朗，但海浪仍然很高，英国舰队在早上为阵亡者举行了隆重的葬礼。出于对萨摩军重建炮台的担心，库珀决定率舰队向鹿儿岛湾入口处撤退，以便维修战舰的损伤。15时，舰队开始沿樱岛一侧海岸航行，沿路萨摩炮台的火力十分微弱。英军直到即将退出海湾时，才遭到来自冲小岛炮台的猛烈射击，随即立刻开炮还击。在双方炮弹你来我往之际，库珀舰队险些驶入水雷区，但由于萨摩方面各炮台配合不当，没能将英军诱入雷区，错失了良机。在鹿儿岛湾入海口进行了简单的维修后，英国舰队在4日起航返回横滨。
英国舰队此战死伤人数高达60余人，“尤利阿勒斯”号遭到重创，另有两艘战舰也受到了一定程度损伤。萨摩方面虽然伤亡仅有九人，但却损失了3艘蒸汽船和集成馆工厂。库珀之所以在萨摩彻底屈服前便匆匆离去，主要是由于弹药、煤炭、食物等补给品消耗殆尽。但与此同时，英军也认识到了萨摩军不可小视的斗志，如果继续进行炮击并派遣陆战队上岸，一旦再次遭遇恶劣天气，其步兵便有可能被拖入日本人更擅长的白刃战中，遭受更大的人员伤亡。见识到英国军舰巨大威力的萨摩藩也不敢怠慢，在战争结束后立刻接受了25000英镑赔款的要求，并开始积极缓和与英国方面的外交关系，打通了从英国大批购买武器的渠道，引进了新式的线膛枪，并开始以英式操典训练部队，为后来在戊辰倒幕战争中取得英国政府支持打下了基础。
虽然萨摩在7月2日的萨英战争中取得了远比长州更好的战果，但这却无法挽回他们在政治上的失势。尽管长州在攘夷战争中遭到惨败，但这一仗却也提高了其在攘夷派心中的地位。6月1日，也就是“怀俄明”号摧毁长州舰队当天，天皇下诏嘉奖长州的攘夷行动。长州藩此时已经成为了在天皇面前最受宠信的藩国。而一直以来对激进攘夷持反对态度，坚决推行公武合体政策的萨摩藩则在5月29日被逐出了朝廷。作为权宜之计，他们只得与幕府的忠实支持者会津藩结盟，在暗地中准备将长州势力排挤出京都。到8月13日，在长州势力的劝说下，天皇决定以“大和行幸”的名义前往大和国，御驾亲征，进一步推行激进攘夷政策，此时长州对朝廷的控制力达到了顶峰。但仅仅5天之后，8月18日拂晓时分，萨摩、会津藩兵便闯进了天皇御所，并派兵抢占了原先由长州兵负责把守的御所大门。朝廷中支持萨摩、会津的保守派公卿立刻召开会议，宣布赞成两藩的行动，并将长州排除出了朝廷决策层之外，甚至连支持激进攘夷的公卿也被迫逃亡到了长州。
萨摩、会津两藩将长州排挤出朝廷之外的行动史称八一八政变。对长州而言，他们在一夜之间失去了对天皇、朝廷的控制权，也失去了推进其激进攘夷策略的支柱。在此之后，长州藩内倾向对幕府妥协的恭顺派多次派遣使团前往京都向天皇请愿，但均被拒之门外。对朝廷的控制权则落入了萨摩、会津手中。1863年12月，天皇根据岛津久光的建议，在朝廷中设立了一个由强藩领导人和幕府代表组成的特别议事机构“朝政参与”，其成员包括岛津久光、松平容保、松平庆永、土佐藩主山内容堂、宇和岛藩主伊达宗城，井伊直弼死后便重回政坛并成为将军后见职（监护人）的一桥庆喜也代表幕府加入这一机构。次年2月，幕府也紧跟在朝廷之后，将外样大名引入了决策机构。岛津久光扩大藩国对朝政影响的努力终于在一定程度上成为了现实。不过在暗地里，一桥庆喜却对岛津久光非常不满，认为后者在朝廷中的影响力极大地削弱了幕府权威，因此借机在横滨开港的问题上与岛津久光正面交锋，并最终导致各藩藩主在3月便离开朝廷，解散了朝政参与。
在岛津久光为扩大藩国权力孜孜不倦的同时，依旧态度激进的长州下级武士纷纷脱藩（即退出藩国成为没有俸禄的浪人）潜入京都，并连结土佐等其余藩国的浪人，密谋以暴力手段恢复长州威望。按照计划，这些人准备在6月间寻找风高之日，在天皇御所附近放火，待火势扩大之后趁乱攻入会津藩主宅邸，杀死藩主松平容保，同时潜入皇宫，将天皇劫去长州，重新推行激进攘夷政策。
松平容保此时担任京都守护职，负责天皇御所和京城的治安工作，其手下拥有一支主要由浪人组成的军事警察组织，即后来声名鹊起的新选组。6月5日，新选组逮捕了尊攘派浪人古高俊太郎，通过严刑拷打逼其供出了尊攘浪士的计划。得知这一骇人计划之后，新选组当夜便全体出动，分兵两路寻找攘夷浪士聚集之所。最后，包括局长近藤勇在内的10人在池田屋旅馆中发现了聚集在一起的30余名攘夷浪士。在留下3人守住正门之后，近藤勇带领冲田总司、藤堂平助、永仓新八等6名剑术高手冲入池田屋，与数倍于己的浪士展开激战。在激战过程中，冲田总司因肺结核发作吐血倒地昏迷（一说为中暑晕倒）、藤堂平助额头被砍成重伤，无法坚持战斗。千钧一发之际，副长土方岁三率领的另一路24人赶到池田屋，击溃了浪士们的抵抗。整场战斗中，新选组直接斩杀9人、活捉4人，并在其后的清查搜索中抓捕了20余人，沉重打击了长州在京都的地下活动，新选组则仅有奥泽荣助一人死亡。池田屋事件之后，新选组名声大噪，成为了幕末历史上颇受争议，但也是最具传奇色彩的佐幕组织。
长州藩主毛利敬亲原本就不是岛津久光那种铁腕主君，而是一位无论藩士说什么都会回答“似乎如此”的软弱人物，藩士们私下都称呼他为“似乎如此侯”，因此藩政也在各派藩士之间互相争斗的过程中左右摇摆。在八一八政变之前，激进派占据了藩政主导权，并通过提倡激进攘夷而获得了朝廷的主导权。政变过后，激进派迅速失势，主张向幕府妥协的恭顺派占据主导。但由于恭顺派数次派人觐见天皇都没有成功，而且池田屋事件中有大量长州出身的浪士被杀，被激怒的激进派再次抢得藩政主导权，并说服毛利敬亲派出嗣子毛利定广以及福原越后、国司信浓、益田石卫门介等三名家老率兵进京，声言要以武力觐见天皇，为毛利敬亲澄清八一八政变中受到的屈辱，久坂玄瑞也率领着一队浪人随军同行进京。
一幅描述各藩藩兵正在京都天皇御所蛤御门之前激烈混战的屏风绘画，右侧远方可见京都内燃起的大火
7月18日夜间，京城外的长州军开始向天皇御所进军。此时京都的守卫工作由各藩部队联合负责，而天皇御所附近的关键地区则由会津藩和萨摩藩据守。福原越后所率的一支兵力很快即被守卫伏见城的大垣藩兵在19日清晨击败，被迫撤退。另外两人率领的兵力分别向皇宫的中立壳御门和蛤御门前进，数千名各藩士兵在京都街道内互相拼杀，长州军还不断使用大炮轰击会津阵地。不久之后，会津和萨摩藩兵的防御便被突破了，萨摩军中的西乡隆盛和西乡从道均在战斗中负伤，长州军冲入皇宫。但在长州兵进抵皇宫内院之前，萨摩援兵赶到，调动大炮击退了长州兵。国司信浓战死、久坂玄瑞战败后自杀。由于这场战斗主战场集中在天皇御所的各个御门附近，因此被称为禁门之变。
战斗失败后，败兵一把大火烧毁了京都的长州藩邸，但他们没有想到的是，大火蔓延到了京都其他地区，一发不可收拾。将近3万座民宅因战斗引燃的大火而化为废墟，直到明治维新后才得以完全修复。当时京都监狱里关押着许多重要的政治犯，为防止犯人们趁乱逃走，许多还没有判决的犯人被处以极刑，其中就有池田屋事件之前被捕的古高俊太郎。
由于在禁门之变中向皇宫开炮，孝明天皇在震怒之下宣布长州为反贼。7月21日又命令幕府和各藩组建大军讨伐长州。与此同时，英、美、荷、法四国为报复长州攘夷行动而在长崎集合起了一支舰队的消息也传到了长州。一年前还在政治风云中风光无限的长州如今已是四面楚歌。
在准备向长州再次发动攻击的四国中，美国、法国两国战舰已经相继对下关炮台进行了报复性袭击，而英国本来并没有在长州攘夷行动中遭到任何攻击，因此最初并不打算再次攻击长州。但自从攘夷战争结束后，长州依旧在下关维持着攘夷态势，禁止外国船只通行，导致开放港长崎陷于瘫痪状态。而幕府对此则不闻不问，其征伐长州的理由也只是因为后者向皇宫开炮。在英国公使阿礼国看来，倘若继续放任长州的攘夷态度和幕府的不作为，日本的开国政策很有可能会发生倒退，导致英国在日本的利益受损。为防止这种情况发生，英国必须牵头带领其余各国再次攻击长州，彻底打破长州的攘夷态势，并敲山震虎警告幕府如果继续对日本国内的攘夷行动采取不作为态度，外国人就要自己动武解决问题了。同时这一行动也足以警示日本其余藩国，如果步长州后尘进行攘夷，外国舰队绝对会让他们付出代价。
此时正在英国留学的伊藤俊辅和井上闻多二人在3月就从报纸上获知了这一消息，大吃一惊的二人急忙赶回日本国内，并在6月10日抵达横滨，此后马不停蹄地前去拜见阿礼国和藩主毛利敬亲，希望能够说服双方达成妥协。早已在欧洲看到西方先进科技和强大实力的二人深知，一旦长州再次和欧洲列强开战，必将陷入万劫不复之地，而幕府讨伐军更是在背后虎视眈眈，随时会讨伐长州。一番交涉之后，阿礼国对面前这两位身着洋服的日本人表示出了极大诚意，同意由二人出面，说服毛利敬亲接受联军方面提出的解除攘夷态势的条件，甚至还专门派出军舰将他们送到了长州。不过伊藤俊辅和井上闻多却在毛利敬亲那里碰了钉子。这位性格随和的藩主此时却罕见地表现出了强硬态度，拒绝不经一战便对外国舰队屈服。二人的努力付之东流，联军也终于在6月19日向长州发出最后通牒，警告后者如果不在20天之内解除对下关的封锁，联军舰队就将对长州采取武力行动，长州方面对此依然我行我素，战争已经不可避免了。
在吸取了萨英战争中英军损失较大的教训后，联军方面这一次集结了一支规模极大的舰队。英国派出9艘战舰，法国派出3艘战舰，荷兰派出4艘战舰，美国方面则只派出了一艘装有4门火炮的武装商船。联军拥有将近280门火炮，兵力总数更是达到了4000人以上，其中2000人可以作为陆战队员登陆上岸。反观长州方面，虽然自攘夷战争结束后全藩便加紧铸造大炮，但此时能够调用的大炮数量仅有120门，兵力也只有以奇兵队为首的2000余人。早在一年前，在奇兵队成员与另一支新式部队撰锋队发生冲突后，一直因行事作风特立独行而不受恭顺派欢迎的高杉晋作便被解职。到下关战争爆发时，奇兵队总督已经更换为赤根武人。虽然与攘夷战争时相比，长州炮台的火炮数量、性能已经大为改观，而且也集中在了海峡最窄处的前田炮台和坛之浦炮台，同时兵力人数也达到了之前的三倍以上，但相比庞大的联军舰队却还是毫无胜算。英军已经全面装备了后装式线膛枪，而长州军此时仍然大量装备着刀剑、铁炮等古老兵器，洋枪也多为前装式滑膛燧发枪，射速慢、精度差，线膛枪总共只有几十支。
正停泊在开放港横滨进行集结，准备前往下关对长州发动报复性攻击的四国联合舰队
7月28日，四国联合舰队以一年前指挥舰队炮击鹿儿岛的库珀为总司令从横滨起航，穿过丰后水道进入下关海峡。8月5日14时，海峡涨潮，联合舰队分兵三路开始发动进攻。英国“鞑靼”号、“美洲虎”号、“巴罗萨”号、法国“杜普雷”号、荷兰“库尔茨”号、“占碑”号等六艘战舰组成的第一分队沿门司海岸航行，并在田野浦海域下锚停航；由英国“英仙座”号、“蜂鸟”号、“巨人”号、“百眼巨人”号、法国“坦克雷德”号、荷兰“美杜莎”号组成的第二分队则在长府藩海岸投锚停航；英国“尤利阿勒斯”号、“征服者”号、法国“赛米拉米斯”号、荷兰“阿姆斯特丹”号以及美国“塔奇昂”号等装备有阿姆斯特朗式线膛炮的舰只组成第三分队，集中在田野浦海域距离长州炮台2300米的地方下锚。
按照计划，第三分队在开战后将首先利用阿姆斯特朗式线膛炮的射程和精度在长州炮台射程外对其进行炮击，摧毁炮台抵抗力。由于射速较慢，而且当时舰炮在战舰摇动时便无法确保远程射击精度，因此线膛炮在舰队炮战中并无太大用处。但这一次联军舰队选择直接在长州炮台射程外下锚停泊，自身战舰和对方炮台同时处于静止状态，线膛炮的优势便可以得到淋漓尽致的发挥。此外，与长州那些只能发射实心弹的火炮不同，阿姆斯特朗式线膛炮还使用了榴弹，落地时能够造成巨大杀伤。
由于下关海峡涨潮时海流较为湍急，战舰船体摇摆幅度过大，无法准确射击，四国舰队一直等到15时40分海流平稳后才由“尤利阿勒斯”号向长州炮台打响了第一炮。紧接着，整个第三分队纷纷开炮，集中火力轰击前田炮台。拥有较多大型战舰的第一分队则集中火力攻击坛之浦炮台，同时第二分队沿海峡向前推进，攻击一切可能造成威胁的目标。面对联军炮击，前田炮台、坛之浦炮台也积极应战，但由于火炮射程不足，且敌舰均沿海峡对岸的小仓藩海岸行动，始终与下关海岸保持距离，所有炮弹都远远落在目标前方的水面上，根本无法给对方造成任何威胁。
炮击进行到17时左右时，长州炮台已经不再开炮，“英仙座”号和“美杜莎”号乘机派出陆战队员对前田炮台发动攻击。前田炮台的守备队早已因无法承受舰队炮击而撤出了炮台，因此两舰陆战队员上岸之后，便得以在无人干扰的情况下进入炮台，并用铁钉钉死火炮的火门。不过由于兵力不足，且天色渐晚，这支部队没有继续向坛之浦炮台发动进攻便撤回了各自的战舰。当日夜间，联军将领召开会议，得出结论认为如果不再次派遣陆战队上岸彻底摧毁所有主要炮台，那么在舰队撤离后，长州便仍然保存有封锁海峡的战斗力，舰队取得的胜利也会因此失去意义。因此第二天天明后各舰必须派出一支更大规模的陆战队，扫清下关所有的长州炮台。
下关战争
就在将领们召开会议的同时，“鞑靼”号和“杜普雷”号却因锚链互相搅在一起而发生了碰撞，导致两舰漂流到了长州炮台射程范围内。第二天天亮后，长州军立刻对两舰进行了炮击，使对方蒙受了一定损失。不过这并没有阻碍联军的登陆行动。上午7时，在英军亚历山大上校的带领下，1400名英国士兵、350名法国士兵、200名荷兰士兵以及50名美国士兵在舰炮的火力掩护下登上了前田海滩。前日傍晚联军撤退后，奇兵队重新占领了前田炮台，现在两军便在前田炮台发生了交火。不过在遭受连续两日的炮击之后，长州军的士气已近崩溃，无法组织起有效的防线，仅能以小股部队进行零星抵抗。不久之后，多达2000人的联军陆战队击溃了附近所有的长州部队，占领了前田炮台，之后便挥军深入，攻克坛之浦炮台。主要目标达成后，联军又开始对附近所有长州军残部进行清剿，并与奇兵队的一部分人马在角石兵营发生了较为激烈的战斗，亚历山大本人也在战斗中受伤。不过由于奇兵队装备差、阵地不完善，而且也没能有效利用手中的火炮，最后只得放火烧毁兵营后自行撤退。
在萨英战争和下关战争爆发之前，有不少日本人曾经认为，只要将外国军队引诱上岸，使其无法发挥战舰的威力，即使日军手中仅有刀剑、长弓、铁炮，也可以通过决死奋战击败装备着新式步枪的外敌，妄想只要能够接近敌军，便可凭借日本武士高超的剑术砍杀对方。事实上，力量的天平早在百年以前便倾向了火力，冲击力的作用则越来越小。在最后一场白刃战仍能起到重要作用的大规模战争——拿破仑战争中，白刃冲锋也只有在密集火力掩护下才能取得成功，而且稍有不慎便会被对方火力击溃。在那之后，随着欧美武器在射程和精确度方面的继续进步，战场上出现各种密集横队、纵队的机会越来越少，而代之以蜂群一般的散兵部队。在下关战争中，英国陆战队在登陆后便以散兵战术向前推进。长州军在对方发射的猛烈火力面前完全不堪一击，很快便败下阵来。因此，长州军在下关战争结束后也开始采用散兵战术训练部队。
在历时两天的战斗中，长州军阵亡14人，伤40余人。联军阵亡16人，伤60余人。联军的伤亡数量大部分是因“鞑靼”号和“杜普雷”号遭到集中炮击而造成的。而长州军之所以在对方如疾风骤雨般的炮击面前伤亡人数较少，大部分原因在于炮台守军在面对他们从未经历过的猛烈炮击时大多直接逃之夭夭。从战后联军拍摄的炮台照片来看，绝大部分火炮仍然保持完好，炮台反击很快便中止只能是因为守军逃跑。而在后来联军的两次登陆中，第一次登陆时根本没有长州军加以阻挡，第二次登陆时长州军也很快便撤退了，因此有生力量损失并不大。
奇兵队成员合影。虽然奇兵队在长州和长州军队中要算是一支劲旅，但在大量装备后装线膛枪并使用先进战术的欧洲部队面前仍然不堪一击，因此长州藩在下关战争结束后便改变了奇兵队的训练方式
战斗结束后聚集在下关炮台上合影的英国陆战队士兵
8月7日至8日两天，联军忙于彻底摧毁炮台战斗力。在当时而言，使用铁钉将火门钉死或者烧毁火炮的木制炮架都可以使敌方在一定时间内无法使用火炮。但联军为了免除后患，达到能够让各国船只在下关海峡通行的目的，选择了最为彻底的方法——把大炮全部搬走。在长州军撤退后，当地一些居民也被联军雇来参与了搬运工作。时至今日，法国荣誉军人院中仍然展览着从下关缴获来的长州大炮。
战斗结束后，自知已经战败的长州只得派出使者收拾残局。而使者人选也让人十分头疼，无论由谁出使，也只能与联军签订一份割地赔款的不平等条约，使者很可能会沦为激进攘夷分子的暗杀对象，因此无人敢于承担重任。最后，藩主只得选择先前因脱藩罪入狱，刚刚在6月份从监狱中被放出来，目前仍然处于藩政府监视下的高杉晋作出任使者。
在会谈中，高杉晋作基本答应了联军提出的所有赔偿条件，但对于联军提出在下关彦岛地区设立租借的要求却坚决回绝。高杉早年曾前往中国游学考察，因此对外国势力利用租界渗透、腐蚀中国的认识颇深。最后，高杉晋作不仅成功迫使对方放弃了租借领土的要求，甚至还以长州仅是日本一个藩国，财力薄弱，无力支付赔偿金为由将300万美元的赔偿金转嫁给了幕府方面。由于向西方同意在近畿地区的兵库、新泻开港而得罪了朝廷的幕府，为了避免刺激攘夷心切的孝明天皇，也只得硬着头皮扛下了这笔债务。值得一提的是，在获得78.5万美元赔偿金后，美国政府却以美方实际损失不超过一万美元为由宣布这笔赔偿金非法，从未动用过这笔钱，并在明治维新后将其退还给了日本政府。
虽然长州在下关战争中损失并不太大，并且避免了逐步沦为外国殖民地的可能，但迫在眉睫的危机却并没有完全解除。8月7日，就在联军忙于将下关炮台的大炮搬运上船时，幕府任命原尾张藩主德川庆胜担任征长军总司令，萨摩藩的西乡隆盛则出任参谋一职。不过由于很多藩国并不愿意真的对长州进行讨伐，因此征长军的集结工作进行得非常缓慢。直到11月1日，德川庆胜才离开大坂，奔赴与长州毗邻的广岛藩，准备以此为大本营展开长州征伐行动。
对幕府而言，这一时间上的拖延造成了灾难性结果。原先站在佐幕派一方支持严惩长州的西乡隆盛突然改变了想法，将萨摩藩引向了倒幕派。9月11日，西乡隆盛迎来了政治观念的一次巨大转变。在这一天，他在两位友人引荐下与幕府军舰奉行（海军司令）胜海舟会面。此人出身低微，但却凭借出众的才华和勤奋努力步步攀升，并在1864年成为军舰奉行，担任幕府海军司令。胜海舟虽然身为幕府要员，但内心对于幕府却没有太多好感。他告诉西乡，由于在处理众多内政、外交事件时的犹豫不决，危害了日本的开国政策，幕府已在外国人眼中失去了威望，萨英战争和下关战争就是最好的例子。如果继续以统治力急剧下降的幕府作为日本政治核心，外国势必要越来越多地依靠武力干涉来达到维持日本开国的目的，最终导致日本沦为外国殖民地。而想要避免这种情况发生，唯一办法就是推翻已经腐朽不堪的幕府，建立以天皇为核心，由强藩大名执政的新政府，重新在外交方面树立威望，排除外国武力干涉的可能。
胜海舟这一席话对西乡产生了极为重大的影响，原本就对幕府无能有所不满的他逐渐产生了倒幕思想，放弃了原本倾向的公武合体论。而在对待长州问题的态度上，西乡也有了巨大转变。此前在他眼中，长州藩兵在禁门之变中对皇宫开炮的恶行是不可饶恕的，因此他主张尽快严惩长州。现在其政治目标发生转变后，西乡便开始觉得既然未来的日本政府不再需要幕府，反而需要强藩联合，空耗各藩力量进攻长州只能对未来日本政府的国力造成负面影响。而长州作为本州岛西部实力最强的藩国，也必将在未来的倒幕过程中扮演重要角色。因此自己应该说服幕府对长州采取宽大政策，解决已经成为政治泥潭的长州问题，尽快推行改革。
10月24日，在同德川庆胜进行会晤之后，西乡在庆胜支持下向长州提出了议和条件。首先，长州必须处死三名支持武力进京的家老，并将首级送交朝廷；第二，另外四位支持武力进京的藩士重臣也必须处死；最后，必须交还在八一八政变后逃到长州的攘夷派公卿。与武力征伐相比，这些要求要算是相当宽大了。为表明诚意，西乡还释放了10名萨摩藩在禁门之变中俘获的长州士兵。与此同时，为敦促长州接受条件，德川庆胜也率领大军压境。
在长州方面，自从下关战争结束后，被称为俗论党的妥协派便开始主宰藩政，而自称正义党的强硬派则受到了压制和清洗，高杉晋作几乎是刚刚从谈判的外国军舰回到岸边时起便遭到俗论党追杀，只得暂时躲藏起来。俗论党掌权后，立刻接受了西乡提出的请罪条件，下令三位家老切腹，并将头颅上交征长军，另外四人也被处以死刑，仅有攘夷派公卿尚未交还。不过就在此时，高杉晋作突然在下关举兵征讨俗论党，长州内部爆发内战，攘夷派公卿们也投奔正义党军中，拒绝返回朝廷。就在停战协议即将功亏一篑之时，西乡亲自前往下关，说服了高杉等人，将五位公卿送往中立的福冈藩，待长州内战结束后再行处理。这样一来，长州请罪的三个条件完全得到了满足，征长军也随之解散返回各自藩国。西乡隆盛凭借一己之力，帮助长州解决了四国联军攻打下关后的又一个危机，自八一八政变以来充斥于萨摩与长州之间的敌意也有所减弱。回到萨摩后，西乡在藩政中的影响力迅速扩大，成为了决策者之一。
自1864年12月15日率领80余名游击队士兵占据下关后，虽然藩主亲自下令俗论党对其进行镇压，但高杉手中可用的部队却越来越多。以奇兵队为首，主张对幕府采取强硬政策的诸队陆续汇集到了下关。1865年1月7日，高杉率军对位于绘堂的藩政府军营地发动进攻，御楯队的50人夺取了藩兵军费，并开始四处收买民心。此后10天时间里，正义党起义军将阵地设在大田并与藩兵展开了激烈战斗，最后藩兵败北，被迫撤退至长州藩首府萩。高杉本希望乘胜追击，攻入藩政府大本营，但时任奇兵队总督的山县狂介（有朋）和诸队指挥官均主张起义军应先撤出战场，静观其变。果不其然，毛利敬亲很快便在16日派出200名中立派藩士处理内战事宜，并最终决定俗论党下台，改由正义党执政。2月14日，正义党军队进入毛利敬亲的居城萩。5天后，藩论即被确定为武备恭顺，即表面上顺从幕府，暗地中整军备战，随时准备与幕府军再次开战。
这样一来，到1865年初，日本西部两个最强大的藩国——萨摩和长州都已在暗地中确定了倒幕的藩政方针，倘若这两个藩联起手来，便足以说服或胁迫整个西日本反对幕府，形成一股足以撼动幕府根基的倒幕力量。但由于1863年至1864年间双方在京都政坛中的激烈争斗，无论是萨摩还是长州都仍然十分敌视对方。日本历史已经来到了倒幕维新的十字路口，所需要的便只是一位领路人，而这个人，就是土佐浪人坂本龙马。
土佐浪人坂本龙马
坂本龙马早年曾加入由土佐藩下级武士组成的激进攘夷团体土佐勤王党，后由于认清开国必要性而退出组织，并毅然脱藩，投拜胜海舟为师，在后者治下的海军塾学习航海术。在胜海舟的耳濡目染之下，龙马认清了推翻幕府的必要性。海军塾被幕府关闭后，坂本龙马几经辗转，带领原操练所的成员创办了海援队，成为土佐藩的一个商会，活动于各藩之间，表面上进行贸易，暗地中却在连结各方倒幕力量。积极学习西方科技、法律、政治的坂本龙马始终走在时代前列。早在土佐勤王党时期，坂本龙马曾对一位友人说他喜欢比普通太刀要短的小太刀，因为今后在室内打斗的情况会越来越多。当这位友人带了一柄小太刀再次拜访他时，龙马却掏出了一支左轮手枪，告诉他这个要比刀更实用。龙马加入海军塾后，友人带着手枪再次拜访，他又举起一本《万国公法》说道：“手枪只能打败敌人，此书却可拯救日本。”其思想进步之快可见一斑。
长州内乱结束后，坂本龙马十分敏锐地觉察到，如果能够将萨摩和长州两藩撮合起来组成倒幕联盟，就很有可能推翻幕府。龙马主动登门拜访西乡隆盛和已经成为长州藩政决策人并改名木户贯之（孝允）的桂小五郎，阐述其政治观点和两藩联盟推翻幕府的宏伟计划。虽然双方都有推翻幕府的意愿，但互相之间的猜忌却严重阻碍着联盟进程。雪上加霜的是，西乡隆盛多次因故爽约，一直没能与木户孝允进行直接会谈，这更增加了长州方面的不满。与此同时，担心长州在正义党领导下再次复兴并发动倒幕战争的幕府于1865年5月奏请天皇，请求再次对长州进行征伐并获得了批准。
坂本龙马、木户孝允亲笔书写的萨长同盟盟约，其中红字为盟约背面，由坂本龙马书写，黑字为盟约正面，由木户孝允书写
为缓和双方气氛，坂本龙马开始安排利用萨摩藩同英国武器商的友好关系为长州购买新式武器。由于长州一直以来同西方国家关系不佳，而幕府近来又禁止长州进口武器，因而极其缺乏现代化武器来应对幕府的第二次征讨。在坂本龙马和另一位土佐浪人——陆援队队长中冈慎太郎协调下，萨摩利用渠道帮助长州走私了多达7300支新式线膛步枪和一艘蒸汽船，一下子就使长州藩获得了足以武装全藩部队的新式装备。在此之后，长州还继续不断地从萨摩方面买进武器。
有了萨摩的雪中送炭，双方的代表——长州的木户孝允、品川弥二郎和萨摩的西乡隆盛、大久保一藏（利通）终于在1866年1月的京都进行了直接会谈。在经历会谈初期的不顺利后，双方在坂本龙马的调和下达成六条协议，秘密订立了萨长倒幕同盟。
虽然萨长同盟已经建立，但事实上，双方条约却并没有太多实质内容，仅规定萨摩应动用自身在朝廷中的影响为长州争取赦免。除非幕府军队进军京都，否则萨摩便没有义务与长州并肩战斗。与此相对，长州也并没有做出任何利益上的许诺，因此双方的猜忌随时可能导致秘密同盟破裂。双方之所以能够继续合作的原因，便是幕府方面对长州的进一步压迫。
在获得天皇再次征伐长州的赦令之前，幕府便试图进一步惩罚长州，一桥庆喜主张藩主毛利敬亲和其世子定广都应退位，长州的封地也应减少15万石。即使是较为保守的幕臣，也主张减少长州十万石封地并要求毛利敬亲退位。但此时已经夺取了藩政大权的长州倒幕派拒绝继续让步。同年5月天皇下诏再讨长州后，幕府便开始调兵遣将，希望以武力手段解除长州对幕府的威胁。但与第一次长州征伐时的名正言顺不同，此时长州已经完全履行了之前与德川庆胜、西乡隆盛订立的请罪条款，幕府再征长州在各藩眼中颇有背信弃义之嫌，导致很多藩国都拒绝派兵支援幕府，兵力集结也因此进行得比上一次更为缓慢，直到一年后才真正发兵进攻长州，而长州在此期间已经完全做好了御敌准备。
1866年6月，幕府大军终于对长州发动了进攻，德川茂承担任先锋总督前往广岛指挥前线战斗，将军德川家茂则坐镇大坂统御全局。十万征长军分兵四路（这场战役中的征长军总数以及各方面部队人数无疑是有着数倍的夸大），分别从长州国境的四个关口——小仓口、石州口、大岛口和艺州口发动进攻，因而此役被长州人称作四境战争。其中小仓口和大岛口方向的征长军将以海陆发动进攻，而石州口和艺州口的部队则准备分别沿山阴道和山阳道两条陆上交通线进军。面对幕府大军，防守一方的长州军仅有5000余人，但无论是在装备水平上，还是训练质量上都要远胜对方，而且士气极为高昂。反之很多加入征长军的藩国却并不愿意和长州开战，其内部分歧极大，军心涣散。
四境战争
6月7日，随着幕府舰队对大岛的长州阵地进行炮击，战斗正式打响了。在此之前，长州虽然派出了不少密探前去调查征长军动向，但在大岛方向上他们还是遭到了奇袭。在“大江”号（该舰即为在下关战争中炮击长州的“塔奇昂”号，此时已被幕府收购）和十余艘日式战船的炮火掩护之下，150名松山藩兵于开战后第二天登上了大岛。不过当他们上岛后却发现登陆地点附近并没有长州部队驻扎，在炮击中丧生的也只是一些妇女儿童。
同一天，自严岛而来的幕府舰队也出现在了大岛海域。由“富士山”号、“翔鹤”号、“旭日”号、“八云”号以及4艘日式战船组成的舰队浩浩荡荡，抵达战场后便开始炮轰大岛海岸，并派出船上搭载着的步兵进行登陆，建立了滩头阵地。6月10日，又有分乘10艘日式战船的幕府军登上海岸。在得到援军之后，登陆部队自第二天起便对岛上的久贺村发动了总攻。守将斋藤市郎兵卫手中仅有500兵将，寡不敌众之下，只得向大岛西侧撤退，之后又放弃大岛退往长州本土，使长州的东南边境彻底向幕府军敞开了。
木户孝允等人得知这一消息之后，立刻认清了形式的危险性，认为有必要派出援军对大岛口方向进行反攻。如果幕府军迅速在大岛方向投入重兵，沿突破口深入长州境内，就可以包抄位于石州口和艺州口的长州部队，切断其通往长州境内的交通线，使整个长州东疆完全暴露在征长军面前。但此时木户手中能够调用的部队也非常有限，仅有第二奇兵队（即奇兵队被收编为藩兵一部之后，新建的另一支以奇兵队命名的部队，也称南奇兵队）和浩武队不超过400人的士兵可以前往大岛增援。选择指挥援军的将领要更加难办。当时长州能够应付这种危机的名将仅有大村益次郎和高杉晋作两人，其中前者正在东北方向的石州口指挥部队准备战斗，后者也正在西面下关附近的小仓口指挥部队，均难以抽身。
木户孝允最终下定决心，冒险将高杉晋作暂时调往大岛口方向，指挥长州军进行反击。但这一决定却遭到了聚集在藩政厅的其余重臣反对，他们认为临阵换将是兵家大忌。木户只得采取手段，在命令中只明确说道从下关派出“丙寅”号蒸汽舰前往大岛，但同时又写道希望“谷潜藏”也要随船前往，作战事宜一切听从谷潜藏安排。所谓“谷潜藏”，正是高杉晋作的化名。
接到命令后，高杉立刻率领“丙寅”号起航前往大岛方向。他认为舰型较小的“丙寅”号无法与幕府大舰正面对抗，只能采取奇袭战术扰乱对方舰队行动，打击对方士气，之后再由第二奇兵队等援军发动进攻夺回大岛，这一计划也得到了各队指挥官的支持。12日夜间，高杉亲率“丙寅”号冲入幕府舰队锚地，在对方4艘大舰之间四处游动、不断开炮，措手不及的幕府军舰根本没有做好战斗准备，只能任由“丙寅”号肆意妄为。听闻长州海军来袭的幕府地面部队，也立刻陷入一片混乱之中。眼见突袭目的已经达成，高杉便下令“丙寅”号后撤，在幕府舰队做好起航准备前撤离了战场。紧接着，第二奇兵队、浩武队以及原大岛守军残部在14日夜间偷偷登陆大岛，天色一亮便立刻发动了进攻，早已被吓破胆的幕府军很快便选择了撤退。在高杉指挥下，不足千人的长州军轻而易举地便从2000名幕府军手中夺回了大岛，长州东南边境战事也逐渐平息。
木户根本没有时间享受胜利。就在夺回大岛当天，征长军对艺州口的进攻也开始了。这里的征长军由以善战著称的彦根、高田两藩藩兵担任前卫，再加上纪伊、宫津、大垣等藩兵和大批幕府陆军部队，人数号称多达5万人，同时自大岛口方向撤退至此的幕府海军有时也会为陆军提供火力掩护。而防守此处的长州兵仅有长州属国岩国的藩兵以及游击队、御盾队等诸队人马，总计人数在一千人左右，指挥官为井上闻多和河濑安四郎。
不过与兵力人数的对比相反，彦根、高田藩兵虽然人员精锐，但在装备方面根本无法与全体装备了新式步枪的长州军相提并论，其中彦根藩兵依然身着鲜红的甲胄，无疑是长州散兵的理想射击目标。在井上闻多等人指挥之下，长州军主动出击，很快便打垮了征长军前卫。面对气势汹汹的长州军，征长军只得投入纪伊藩兵和幕府陆军发动反击。幕府陆军中很多部队是接受过法国教官训练的精锐部队，在训练水平上并不输于长州士兵。但即使是这些精锐部队，最后也还是被士气高昂的长州军击退了。征长军统帅德川茂承立刻陷入慌乱之中，因为其大本营广岛距离敌军仅有30公里左右，如果对方继续前进，随时有可能兵临广岛城下。由于此时城内还扣押着两位长州在战前派出的使者，长州军也完全可以借营救使者之名对广岛藩开战。幕府方面为安抚长州，于6月28日释放了两位使臣。颜面尽失的德川茂承也在7月4日辞去总督一职，征长军自此失去了前线的统一指挥。
在反攻大岛前后，大村益次郎在东北方向的石州口主动向幕府军发动了进攻。大村益次郎手中仅有南园队、精锐队以及长州属国清末藩兵总计一千余人，而对面的征长军却号称3万人。不过，在征长军的绝对优势兵力背后，分别来自不同藩国的部队却各有各的想法。与长州接壤的津和野藩虽然加入了征长军行列，但却并不愿意让自己的土地遭到战火蹂躏，而且该藩历来对长州抱有好感。在四境战争之前，津和野藩便暗地派人告知长州，他们虽然进行了军事动员，但并不会与长州交战，长州军可以随意绕过津和野藩的领地向较远处的佐幕派滨田藩发动进攻。
与其余三个战场大多由民兵诸队组成的部队不同，石州口的长州军队几乎是清一色的武士出身，因此看不起平民出身的大村益次郎。大村本人也不修边幅，在战场上头戴斗笠、身穿浴衣、腰插蒲扇，而且还随时带着几个藩校学生为他扛着梯子。每到一地，大村便利用梯子爬到屋顶上观察敌情，并对地形仔细调查一番后再行进发。到6月17日，长州军进抵滨田藩的益田地区，并在那里击溃了滨田藩兵。幕府军立刻调遣纪伊、福山藩兵前来救援，滨田藩也自行派出使者搬来了其他一些援兵。但这些援兵却根本没有发动反攻的意图，而只是据守在自己的阵地上，坐等兵力居于绝对劣势的长州军进攻。
7月15日，长州军对征长军发动了总攻。前一天夜间，大村带着藩校学员偷偷前往对方阵地附近，发射了数枚照明火箭，征长军阵地立刻被照亮。在获悉对方阵地详情之后，大村在第二天一早便集中火力对滨田藩兵进行猛烈打击。先前已经吃过败仗的滨田兵很快便支持不住，开始溃退。其后方的2000名纪伊藩兵非但没有反攻，反而惊慌失措地向滨田溃兵开枪乱射。滨田藩兵只得撤进滨田城中闭门不出，纪伊藩兵则被滨田人拒之门外，彻底溃散在了荒郊野外之中。3天后，滨田藩自行放火烧城，长州军在石州口取得全胜。津和野藩甚至还将原先幕府派到前线的监军送到了长州军中。
夺回大岛之后，高杉晋作便马不停蹄地赶回了小仓口。面对多达两万人的强敌，仅有一千人的高杉只能再次以奇袭战术先发制人。按照计划，长州军将以奇兵队为主攻力量，跨过下关海峡向站在幕府一方的小仓藩领地发动进攻，夺取海峡南岸地区，将制海权握在自己手中。6月17日清晨，高杉亲自坐镇“丙寅”号率领“癸亥”号、“丙辰”号开始炮轰小仓藩炮台。坂本龙马也带着海援队的“乙丑”号赶来支援，并与长州军舰“甲辰”号编队行动，一同炮击小仓藩阵地。奇兵队、报国队的1000余人在舰炮掩护下登陆海峡南岸，将小仓藩兵打退到了大里地区。不久后，长州军便撤回了下关。
高杉晋作
7月3日，长州军登陆田野浦炮台，沿海岸向西挺进，击溃了在大里布阵的小仓军，后者只得退守小仓城。高杉晋作希望攻克小仓，彻底击败征长军。但沿海岸通往小仓城必经的两个隘口赤坂和大谷均已被征长军占据，而幕府舰队的“富士山”号、“翔鹤”号、“顺道”号3艘军舰也赶到了下关以西海域，打消了从海路迂回隘口的可能。担心孤军深入的长州军在赤坂受挫后再次返回了下关。
此时身患肺结核的高杉晋作已经卧病在床，但他还是坚持在病榻上指挥战斗。7月26日，高杉在病床上召开作战会议，确定了总攻计划。自第二天清晨开始，800名长州士兵第三次进行登陆作战，并再次与小仓藩兵在大里进行战斗。击败对方后，长州军分兵两路，一路自正面向赤坂发动进攻，另一路则取道大谷，试图包抄赤坂守军。此前一直保持观战态度的熊本藩兵这次也派兵据守赤坂，并利用新式大炮对长州军加以猛烈打击。奇兵队多次发动进攻均被对方击退，伤亡人数高达114人。勉强支撑病体来到海峡南岸的高杉晋作急忙制止了奇兵队的进攻，并令其撤回大里，改由军舰对赤坂炮台进行轰击。幕府海军虽然坐拥数艘大舰，但行动却十分消极，只有小仓藩自己的“飞龙”号积极对长州军的海峡补给线发动了进攻，不过并没有取得太好效果。
当天日落后，对幕府海军消极避战极为不满的熊本藩兵撤出阵地，直接返回了藩国。看到曾在赤坂奋战的熊本人愤然而去，军心动摇的久留米、肥后等国藩兵也相继返回了领国。7月28日，长州军终于占领了赤坂，兵临小仓城下。由于小仓城已经孤立无援，高杉并不急于发动进攻，而是希望等到一切准备妥当后再一鼓作气攻克城池。就在总攻即将开始之前，小仓城突然在8月1日收到一封密信，而密信的内容让所有守城将领均大吃一惊——将军德川家茂已经于7月20日在大坂暴毙身亡！得知噩耗之后，幕府舰队立刻撤回了江户，小仓人则自己放火烧毁了城池，大火持续燃烧了4天。到8月21日，幕府也下达了终止长州征伐的正式命令。至此，在四境战争中大获全胜的长州终于渡过了最艰难的时期。
在小仓城熊熊燃烧的同时，心中一块石头终于落地的高杉晋作也终于被病魔击倒。四境战争结束后，高杉便卧床不起，从此再没有参与到长州的政治军事活动中，而且也未能亲眼见证幕府倒台。征伐长州的失败，也终于敲响了幕府灭亡的第一声丧钟。
在四境战争中惨败而归之后，幕府的威望已经降低到了最低点。在集结了多个藩国和幕府自己的陆海军总计超过十万大军之后，幕府居然被一个兵力不过五千人的孤藩击败，这一事实使那些持倒幕态度的藩国蠢蠢欲动，随时可能加入倒幕阵营。除此以外，德川家茂去世时年仅20岁，尚且没有子嗣，这也使幕府再次陷入到了将军继承危机之中，而最有资格继位将军的人则正是一桥庆喜。
面对江河日下的幕府，几年前曾经与家茂争夺将军继承权的一桥庆喜却故意拒绝继位将军。作为一位出身水户的政治鬼才，庆喜深知只有大刀阔斧的改革才有希望振兴幕府。如果他积极要求成为将军，其在幕府中的人望就会下降，但如果是幕府走投无路主动来请求他继位，那么他就可以以救世主的姿态统辖幕府，方便其推行改革。家茂去世一周后，庆喜在多方劝说下同意担任德川家家督，但仍然拒绝继任将军。在此后的几个月中，改姓为德川的庆喜运用政治手腕，多次破坏了萨摩、福冈等藩主试图趁将军继承危机之机来使用政治手段推翻或削弱幕府统治的尝试。12月5日，孝明天皇亲自下诏，任命德川庆喜为江户幕府第十五代将军，使庆喜的威望再一次获得了提升。
12月25日，孝明天皇驾崩。1867年1月9日，年仅15岁的次子睦仁继位，此人便是明治天皇。孝明天皇的死对庆喜而言是一个严重打击。虽然孝明天皇非常反感幕府的开国政策，认为外国人登上日本土地本身就是对神祗的亵渎，但他同时也十分抵触任何政治改革，支持幕府继续总领日本军政大权。看到有机可乘，岛津久光、松平庆永立刻与土佐藩主山内容堂一同利用兵库开港问题对幕府施压，试图逼迫庆喜下台。对庆喜而言，如果他选择支持兵库开港，那么他便会违背孝明天皇的遗诏，如果拒绝开港，又会违反与外国签订的条约。夹在朝廷和外国之间动弹不得的庆喜再次施展出了高超手腕，迫使朝廷支持兵库开港，再次从政治包围圈中成功突围。
眼见自己无法在政治战场上战胜德川庆喜，萨长同盟终于下定决心以武力推翻幕府。两藩利用朝廷中支持倒幕的公卿，私自拟定了一份御诏，要求解散幕府，施行所谓王政复古政策，将国家大权重新交还给天皇；如果幕府拒绝解散，那萨长就将以皇军的名义向京都进发，以武力夺取政权。在这一过程中，原先积极支持倒幕的土佐藩主山内容堂却摇摆不定，最后仅答应代替萨长两藩向幕府提出一份建言书，而且其内容也相对温和。9月15日，大久保一藏前往长州商定作战计划。在获知萨摩、长州、土佐三方的计划之后，德川庆喜却突然走出了出人意料的一步，主动向朝廷提出辞呈，要求将幕府权力奉还给天皇，是谓“大政奉还”。10月5日，朝廷接受了庆喜的辞呈，但同时又任命他为内大臣，继续统领政务。德川家的封地、俸禄也没有受到削减，实力依然雄踞日本之首。更重要的是，幕府这一组织本身并没有解散。
现藏于明智圣德纪念绘画馆的《大政奉还图》
失去了开战口实的萨长并没有就此放弃。对他们而言，武装倒幕已经无路可退。从10月中旬开始，西乡开始安排大量萨摩浪人在京都和江户两地寻衅滋事、煽动骚乱。一个月后，西乡与藩主岛津忠义亲自率领三千名萨摩藩兵前往京都，与那里的两千名士兵会合，进入了京都。11月20日，德山藩主毛利元德（毛利敬亲养子）也率领长州军来到了京都附近，但由于朝廷此时仍在名义上视长州为敌，因此并没有进城。在萨摩军队支持下，朝廷首先赦免了长州，并在接下来几天宣布解散幕府改革国体，成立了以天皇为核心的新政府，而萨长联军也开始以新政府军自居。
幕末的萨摩藩士，可见其中一部分年纪较大或身份较高的藩士仍然身穿和服，而另一部分新式步兵则已经更换了西式军服
鸟羽、伏见战役失败后，抛下部队乘小船离开大阪换乘军舰逃往江户的德川
德川庆喜对此没有坐以待毙，而是以萨长两藩欺瞒、利用天皇为名向京都附近调兵遣将，集结起了15000大军。1868年1月3日，幕府军对占据京都的萨长同盟发动进攻，并在鸟羽、伏见两地与对方发生激战。在鸟羽，幕府军以2500名士兵对战900名萨摩兵，而伏见方向则以3000人对抗500萨摩兵、750名长州兵以及200名土佐士兵。幕府派出了接受过法国教官操练的精锐部队，忠实的佐幕派会津藩虽然装备落后，但也有着顽强的战斗意志，一旦与对方展开白刃战，实力依然不可小视。同时，新选组、见回组等原先负责京都治安的幕府军事警察组织也十分仇视将他们赶出了京都的萨长两藩。
但是就如同四境战争一样，幕府军队内部依然矛盾重重，因此连战连败，名张藩兵在看到幕府军呈现败势之后甚至调转炮口轰击幕府陆军，在战场上就地变节加入了倒幕军。坐镇大坂的德川庆喜虽然在政坛上可称是一位天才，但在军事方面却并无过人能力。经过3天激战，高举着天皇锦旗的新政府军击溃了三倍于己的幕府大军。看到幕府大势已去，庆喜不顾重臣劝阻，抛下正在重新集结的军队，强拉会津藩主松平容保一同乘船逃回了江户，京都附近的幕府军随即崩溃。
在木户、大久保等人改革政府的同时，新政府军则在西乡监督下挥师东进，一路向德川大本营江户进发。日本中西部越来越多的藩国加入到了新政府军名下，只有以会津为首的东北藩国还在支持德川家，而且根本无力阻挡新政府军的推进势头。2月11日，德川庆喜再次退而自保，将指挥江户军队的权力交给了胜海舟，自己则向朝廷请罪，闭门思过。在派出原新选组局长近藤勇等人率领人马试图延缓新政府军前进的同时，胜海舟开始积极与西乡进行联络，并在3月14日达成协议，新政府军允许赦免庆喜，并保留德川家的大名身份，但江户必须自动投降，领地也要从400万石被削减为70万石。就这样，在胜海舟的努力下，江户无血开城，避免了这座拥有超过150万人口的都市遭受战火蹂躏。而有着长达265年历史的江户幕府，至此也彻底画上了句号。在此后一年里，新政府军继续东进，陆续击败了会津等顽固藩阀以及逃亡到北海道的幕府残余势力，拉开了日本走向近代强国的改革大幕。
现幕府消亡后，日本东北部藩国仍坚持抵抗新政府军，但被逐渐分化瓦解，会津藩也在战斗中遭到失败。图为会津藩主松平容保向新政府军投降的场景。随着会津藩的败亡，日本本州岛上的佐幕派势力彻底宣告瓦解