黎元洪没想到自己搬来的救星成了灾星。张勋勒令他三天内解散国会。7月1日，北京的大街小巷飘起了大清国的龙旗；7月2日，黎元洪秘密签署了免去李经羲总理的命令。特任段祺瑞为国务总理，并命其讨伐张勋，同时，签发了请冯国璋代行大总理职务的电报，自己于7月3日躲进了东交民巷。
张勋不听劝告，抬出了溥仪。段祺瑞敲着桌子说：“只有打了，这可是他逼我这样做的。”7月2日凌晨，段祺瑞来到了驻在马厂李长泰第8师。下午，梁启超风尘仆仆地赶到马厂，段祺瑞亲自迎接，寒暄道：“任公上任，军威大振。”
7月4日，段祺瑞以讨逆军总司令的名义，发出讨伐张勋的通电和发布讨逆檄文。冯国璋在南京通电响应。7月5日，先头部队向天津进发，梁启超手书一联赠李长泰，联云“上将军段祺瑞讨叛国逆张勋”。
7月5日，战斗打响了。讨逆军以压倒优势猛攻，辫子军仓皇失措，向城里溃败。航空学校的两架飞机也奉命飞到了辫子军阵地投掷炸弹，之后，飞机又飞临紫禁城上空进行轰炸。据说这是中国军事史上首次使用飞机作战。
到7月12日晨，全城只剩下南河沿张勋住宅仍在抵抗。这时，一辆插着荷兰国旗的车通过阵地驶进张勋的公馆。这辆汽车是来接张勋的。车上有一德国人，两个荷兰人和一个翻译。