3 августа (16 августа по н. ст.) значительная часть Пекина была взята под контроль коалиционными силами, однако ихэтуани совершили наступление в Маньчжурии, вновь приблизившись к Благовещенску. 12 августа (25 августа по н. ст.) МИД Российской империи заявил, что российские войска покинут Пекин и Маньчжурию, как только там будет наведен порядок. 15 августа (28 августа по н. ст.) коалиционные войска взяли штурмом императорский дворец. Колониальные части британцев из Индии вошли в столицу последними. Цыси накануне штурма покинула императорский дворец и бежала из Пекина вместе с регентом империи в Сиань. За императрицей Пекин без боя покинули все части китайской армии.
Убедившись, что ихэтуани не в состоянии победить коалиционные войска, императрица Цыси перешла на сторону союзных держав. Она издала указ, призывавший начать расправы с ихэтуанями по всей стране. В это же время в Тяньцзинь прибыл германский экспедиционный корпус под командованием фельдмаршала А. фон Вальдерзее, назначенного командующим союзными войсками в Китае, а в Шаньхайгуане при поддержке артиллерии броненосца «Сисой Великий» высадились российские войска, которые с ходу взяли город. 17 сентября (30 сентября по н. ст.) русские части под командованием генерала Суботича заняли г. Мукден.
В октябре войска Российской империи полностью оккупировали Маньчжурию. С цинским наместником в этом регионе был подписан договор о восстановлении гражданского правления и выводе всех китайских войск из Маньчжурии. Началось восстановление разрушенной КВЖД. 26 декабря Цыси пошла на уступки странам коалиции и начала вести переговоры о мирном урегулировании конфликта.
Однако на этом вооруженное противостояние не закончилось.
Уцелевшие после подавления восстания ихэтуани проникли в Маньчжурию и объединились в «Армию честности и справедливости». Всего армия насчитывала 200 000 человек. Возглавили ее Ван Хэда и Дун И. Однако их борьба продолжалась недолго. К маю 1901 г., после череды небольших столкновений, все ихэтуани в окрестностях Пекина были ликвидированы. Однако в отдельных провинциях сопротивление продолжалось вплоть до середины 1902 г. В августе этого года русским казачьим отрядом в Маньчжурии был ликвидирован последний отряд повстанцев — 6 человек во главе с В. Хэда.
Всего в подавлении Боксерского восстания участвовало 66 000 человек: 13 200 русских, 21 000 японцев, 8400 англичан, 8200 немцев, 6800 французов, 5600 американцев, 2500 итальянцев и 500 австрийцев. Боевые операции обеспечивали корабли Русского императорского флота: эскадренные броненосцы «Сисой Великий», «Петропавловск», «Наварин»; крейсера «Дмитрий Донской», «Россия», «Адмирал Корнилов»; минные крейсера «Гайдамак», «Всадник»; канонерские лодки: «Гремящий», «Кореец», «Манджур», «Бобр», «Гиляк», «Сивуч» «Отважный»; миноносцы «№ 203», «204», «№ 206», «№ 207»; пароход стрелкового полка.