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而僧格林沁不愧为当时清朝仅有的数名名将之一，其所部相当英勇，面对英法联军强大的炮火和密集的弹雨，依然发起了数次冲锋，甚至还企图在胜保部队与南路敌人战斗的同时，指挥马队穿插于敌人的南路与西路之间，分割敌人，尔后以步队配合胜保部包围南路敌人，歼灭敌人主力。
可惜最后胜保所部在英法联军的炮火洗礼之下，无法再继续坚持下去，终于溃败退场，使得僧格林沁反而受到英法联军的包夹，僧格林沁分兵无术，面临腹背受敌的险境，但他仍然骑着马站在前面，挥舞着黄旗指挥作战。
无奈军事实力不济，最终僧格林沁所部还是溃退撤回北京了，英法联军随即开始采用大口径火炮射击拼死一战保卫八里桥的埋伏清军，最终占领了八里桥，桥上清军尸横遍野，之后英法联军挺进北京城，犯下了“火烧圆明园”的罪行。
整场“八里桥之战”，按照第三方俄国公使伊格的估算，清军投入约5至6万人，其中3万骑兵，损失1000人（毕竟不是交战双方，无法掌握第一手资料，推算有所出入也正常，所谓“来兵一万，无边无际”，莫说在那个年代了，就算后来的二战等战争，对于军队规模的测算都鲜有准确的。）。
但是按照清朝的记载，僧格林沁所部及周边的归其节制的部队，约为三万余人，骑兵大概为一万余人，此役战损为3000人左右。
至于英法联军的战损，据《大不列颠百科全书》记载，英军共有2人死亡(一人为英军，一人为印度兵)，29人受伤(11名英军，18名印度兵)。
另据《拿破仑三世和他权力的顶峰》记载，法军死亡3人，伤18人;英军死2人，伤29人，清军损失超过1200人。
这是清晰的书面记载，另外还有史料记载，指挥战斗的法军将领孟托班回国后，被法国皇帝拿破仑三世封为“八里桥伯爵“，还让他当了参议员，当法皇提议再给他年金五万法郎作为奖赏的时候，遭到了多数议员的反对。
议员们认为，发生在八里桥的不过是“一场引人发笑的战斗“，说:“在整个战役期间，我们只有十二个人被打死，不值得再给他那么高的奖赏!“
如此看来，法军的最终战死人数，可能是受伤士兵战后伤重不治而增加上去的，或许英军的战死数字也会同样增加，但无论如何，英法联军的战死人数应该不超过30人。
不论双方的战损数字有多少种说法，但是战损比十分悬殊已经是历史公论来的了，而这场近代军队与封建军队的经典战役，已经充分说明了，古旧的冷兵器军队面对成熟的热兵器军队的时候，是有多么的无力。
估计这也是后来清朝政府决定大量引入西方武器如火枪、大炮等（要知道清朝乃是一向反对发展热武器的，康熙时期著名的兵器发明家、火器专家戴梓研制了“连火铳”这种连发武器，按记载应该与后来的机关枪异曲同工，被后世研究者认为是机关枪的前身）的原因，只有受到了狠揍，凭自身实力无法反抗之后，才会痛定思痛，做出这种违反统治者心理的事情。
“八里桥之战”虽然以清朝军队惨败为收场，但是僧格林沁所部骑兵英勇作战的身姿，也得到了不少英国和法国军官的赞扬，估计这也是英法等外国列强，最终没有完全瓜分清朝，而是走扶持亲近本国势力套路的原因之一。
而后世的军事评论员马鼎盛，也认为八里桥之战是中国千年传统的骑兵冲击、冷兵器近战与西方经过拿破仑战争和工业革命后以炮兵为核心的火力战之间的两个时代的决战，让清朝朝野上下都明白了科技的威力，从而促使了后来“师夷长技以制夷”的洋务运动的发生，变相也是推进了历史的进程。