士成率武卫前军从租界南边发动进攻，并先后占据跑马场、八里台一带，一直打到租界边缘小营门附近，给租界敌军造成了极大威胁。张德成为首的“天下第一团”是攻打紫竹林租界的主力。他们从天津城东南马家口一带发起进攻。
八国联军在租界各道口都建有工事，埋有地雷。7月3日，张德成率义和团与敌力战5小时未能取胜。为冲破敌人地雷封锁，张德成大摆“火牛阵”，在几十头牛的尾巴上捆上油絮，点燃后向租界猛赶，惊恐的火牛狂奔乱跑，将敌人埋设的地雷扫除净尽，义和团民随后猛冲，摧毁租界建筑物多处。
7月6日，张德成又在马家口附近设下埋伏，将企图偷袭的敌军打得措手不及，并乘胜追击，再次焚烧了租界内的洋楼。同日，聂士成移营天津海光寺，与马玉昆部合攻紫竹林。
7月9日，天津南门保卫战吃紧。聂士成挥军往援，与敌激战。聂士成一马当先，在八里台督军，力战殉国。余部归马玉昆节制，继续保卫天津。
7月10日，北洋军务帮办宋庆抵达天津，督促猛攻紫竹林。马玉昆督军猛烈进攻，得力部下总兵李大川等壮烈殉国。7月12日、13日，八国联军加紧进攻天津，义和团和清军拼死抵抗，并猛攻紫竹林租界。
7月14日，八国联军攻破天津城，迅速向紫竹林租界推进，解救了处在困境中的紫竹林租界的敌人，义和团和清军被迫后退。
天津军民攻打紫竹林的战斗从6月中旬开始，一直持续到天津沦陷，前后历时1个月。紫竹林之战沉重打击了侵略军的嚣张气焰，对保卫津、京地区起到了重要作用。
老龙头火车站争夺战
老龙头火车站（今天津火车站）位于天津紫竹林租界以北，海河右岸，隔海河与紫竹林租界相对。它不仅是帝国主义沿津、塘铁路运兵到津、京的交通枢纽，还是紫竹林租界的北面门户。
1900年6月15日晚，大沽口外各国海军将领召开秘密会议，决定攻占大沽口炮台。此消息传到紫竹林租界，各国领事和部分军队连夜备战，准备配合八国联军。攻占老龙头火车站以接应八国联军的到来，就是备战措施之一。当日，刚刚从旅顺调来天津的沙俄军队1700多人攻占了老龙头火车站，控制了这一军事要地。
天津保卫战开始后，老龙头火车站成为敌我双方激烈争夺的战场。6月17日，占据车站的一队俄国士兵400多人出外挑衅，行至陈家沟时被义和团和守护铁路的清军击退。第二天，俄军再次出动，从车站开到娘娘庙附近，架炮轰击义和团。义和团首领曹福田当即率团民一两千人，联合清军练军向敌人发动猛烈攻击，俄军不支，向车站溃逃而去。曹福田率领义和团乘胜追击，将车站包围并展开猛攻。在攻击老龙头火车站战斗中，各路义和团为先锋，清淮军练军和武卫前军紧跟其后，俄军被打得狼狈不堪，高挂白旗，以示停战。曹福田识破敌人的缓兵阴谋，坚决不允，表示“非一律扫平不可”。双方激战十多个小时。沙俄侵略军在中国军民的猛烈打击下，死伤500多名，老龙头火车站也几次险些失守，被迫到租界求援。
此后，曹福田一直在车站附近指挥战斗。他率领的义和团红旗招展，旗正中大书一“曹”字，旗旁写有“扶清灭洋”的口号，甚是威武。当时直隶总督裕禄也不得不与曹福田商讨战事，“并与以大令一支，使掌生杀大权，并可调用各军队”。
6月19日，曹福田又率义和团将车站附近的铁轨纵火焚烧，水师营清军也向老龙头开炮轰击，杀伤敌人数名。
6月27日，张德成率领义和团4000多人赶来参加围攻老龙头火车站的战斗。曹福田斗志昂扬，向租界内敌军下一战书：此刻义和团神兵齐集，本当扫平疆界，只因人烟稠密，恐怕百姓受累，“尔等自恃兵强，如不畏刀剑，东有旷野，堪作战场，定准战期，雌雄立见，何必缩头隐颈，为苟全之计乎？殊不知破巢之下，可无完卵，神兵到处，一概不留”。这封战书词锋犀利，充满了对帝国主义的藐视。第二天，曹、张联合张贴告示传单，宣布次日在火车站与侵略军决战。
6月29日，曹福田、张德成率领义和团如期再度向老龙头发起攻击。马玉昆7营清兵也赶来参战，与义和团合力围攻车站，并借此遏制紫竹林租界的西北要路。练军在三岔河口和黑炮台等处用大炮向车站的敌人猛轰。这一日，战斗异常激烈。但守卫车站的沙俄侵略军炮火很猛，义和团虽然勇猛冲锋，几次占领车站，几次又被敌人打退。此次战斗，义和团伤亡很大，没能攻占车站。