中日甲午战争之后，清廷以出卖主权换取帝国主义的支持，来维持对中国人民的统治，而且也需要加强保卫自己的武力。于是，在组练新军的同时，也从各省抽调一些军队来拱卫京畿。光绪二十三年十二月下令：
山陕地方，东近畿疆，西控关陇，形势最为扼要。董福祥声望素著，即著迅速添足二十营之数，分扎大庆关、平阳府一带，认真督练，务成劲旅。
这道命令，一是要董部添足20营之数。按清兵制，步营500人，马营250人，这就是说，董军人数要以万计了。实际上，此后董在京畿陆续扩充，当远远超过此数。据洪寿山撰《时事记略》云：“董军约共二万五千人，大半已有极好器械快枪，并机器快炮，以及刀枪等类。”按：洪的记述有夸大之处，据曾在董军中任哨官的郑文奥回忆，当时手持后膛枪的，不过千余人，而且弹药无多，少数人使用前装枪或抬枪，多数人使用大刀长矛。甘军也没有大炮，有些前装火药大炮，威力极小。但甘军是久经战斗的部队，官兵英勇，是当时一支劲旅。二是驻防大庆关（今陕西朝邑县东的黄河西岸）与平阳府（今山西临汾西南），是京畿的后卫。董部此次东调，马安良所部留甘肃维持地方治安；马海晏所部及马福禄所部均被编入新建的简练军，随董东行。不久，由于变法与守旧、帝党与后党斗争激烈，特别是义和团兴起，渐入津、京，慈禧西太后那拉氏身边急需一批武装力量，就不得不采取进一步措施。光绪二十四年（1898）八月，慈禧亲自下令：
现在时事维艰，以练兵为第一要务。是以特简荣禄为钦差大臣，所有提督宋庆所部毅军，提督董福祥所部甘军，提督聂士成所部武毅军，候补侍郎袁世凯所部新建陆军，以及北洋各军，悉归荣禄节制，以一事权。
这是把当时全国可用的几支部队都牢牢地掌握在她的亲信荣禄（大学士、兵部尚书）手中。荣禄的部署是：聂士成一军驻扎芦台，距大沽口北塘较近，扼守北洋门户为前军。董福祥一军驻扎蓟州（今河北蓟县），兼顾通州一带为后军。宋庆一军驻扎山海关内外，专防东路为左军。袁世凯一军驻扎小站，以扼津郡西南要道为右军。他自己“另募亲兵万人为中军”，驻扎南苑。此时，慈禧和荣禄都对董福祥十分信任。《清史稿·董福祥传》云：“二十三年，入觐，命领武卫后军，召对，福祥曰：‘臣无他能，唯能杀外人耳。’荣禄颇信仗之。”不久，董军即移驻南苑和永定门一带。
甘军将士的爱国心，在新疆战场上经受了考验和锻炼，进入北京地区，又受到义和团的启发和鼓舞。因而面对眼前骄横的洋人，无法控制自己的情绪，更不懂得什么策略和方式，连续跟洋人发生冲突。光绪二十四年（1898）九月初九日，甘军士兵在卢沟桥与铁路工程司洋人打了起来，打伤了两个洋人。次年五月十五日，在永定门外杀了日本使馆书记官杉山彬。当时，反对帝国主义是人心所向，就连慈禧太后也“不惜宣布对外作战来表示自己同义和团站在一个立场上。因为不这样做，她也会立刻变成义和团所要打击的真正的‘龙’”（《从鸦片战争到五四运动》）。所以，尽管一些举动带有盲目性，但广大群众和士兵的爱国心是可嘉许的。
光绪二十六年（1900）夏天，八国联军在天津登陆，直隶提督聂士成在天津八里台与侵略军作战牺牲。英海军中将西摩尔率侵略军即西向北京进攻。时马福禄统马步七营，率部与姚旺等部和义和团民数千人，在廊坊一带阻击。阴历五月二十二日打了一场阻击战。《清史稿·马福禄传》记述虽然简略，却有声有色：
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五月，各国联军躏杨村以西，（福禄）偕汉中总兵姚旺等赴黄村御之。抵廊坊，两军相接，乃令骑兵下没七覆，步兵张两翼，敌近始发枪，倒者如仆墙，敌弹落如雨，骑兵以散处少伤，两翼左右复包抄其后，短兵相接，敌不支，遽却。为庚子之役第一恶战。
参加这次战斗的甘军军官，有董陞官、马海晏、马福祥、马麒等人。管带张进昌战死，帮带侯玉麟受伤。双方死伤都有数百人之多。侵略军没想到碰上这样的硬手，仓皇逃回。
此后，马福禄部奉调进北京城，攻打使馆区。当时使馆区在东交民巷，围攻使馆区的除义和团群众外，荣禄的武卫中军也驻东交民巷以东地区，但他们只是虚张声势，并不是真正攻打。董军驻在东交民巷以西和以北。外国使馆武装在此设栅于城头，逼正阳门。马福禄驻城楼上，督率所部连夺七栅，仅一栅未下。六月六日夜间，侵略者乘大雨反攻，马福禄中弹殁于阵，其弟福贵、福全，侄耀图、兆图及将士百余人同时捐躯。陇上壮士的鲜血洒在祖国京城战场上！此后，以马福祥继兄统其众。马福祥之后有诗纪此役，兹录以备考：“六月六日，大雨如注，敌遣死士出犯。仲兄寿三躬自督战，击杀数十人，忽飞弹中其口，殒焉。从兄福恒、福宣，犹子耀图、兆图同时战殁。戚族死者尤夥。敌张甚，祥饮泣力战却之。……城阙高九重，炎热石欲裂。入夜暴风雨，沛如江河决。敌忽跳踯来，锋刃相劘切。仲兄躬督战，当者皆摧折。天黑地如绠，淫霖无休歇。凭凭雷鼓嗔，烨烨电复掣。胜负猝难辨，两军各流血。仲兄践尸登，猱升破扃。飞弹突入唇，一朝成永诀。齿嚼龈为穿，身殒名不灭。可怜骨肉间，五人同战殁。戚族繁有徒，捐躯更惨绝。振臂励将士，吞声泣幽咽。击退虎狼群，好收忠义骨。”（马福祥《磨盾余墨》）
然而，甘军将士包括董福祥在内，却被清朝廷愚弄了。原来慈禧太后“一方面形式上派兵和义和团群众一起围攻外国使馆，一方面又派官员送‘蔬果食物’，到使馆表示慰问。显然，这不过是慈禧太后所导演的一场闹剧，为的是把义和团群众反帝斗争的情绪和精力白白地发泄掉”（《从鸦片战争到五四运动》）。证诸当时人的笔记、日记，个中关节更为清晰。恽毓鼎《崇陵传信录》云：“武卫军、甘军环攻之，竟不能成，或云荣（禄）相实左右之，隆隆者皆空炮，且阴致粟米瓜果，为他日议和地也。”又据满人景善日记，董福祥于六月初四日向荣禄要求大炮，荣禄不仅不给，而且极尽嘲弄讪笑之能事：
乃荣相哂笑之：“云以如君必用我炮，请君向老佛恳求鄙人之头，君为老佛所器重，不难邀允，盖君真可称朝廷柱石耳。”
武人董福祥受不了这样的揶揄，而又急于要炮，就在“时交午正”朝见慈禧。时慈禧正在悠闲地画竹字花，于是发生下面这场剑拔弩张的对话：
董面奏以“奴才请慈恩将荣禄革职，伊实汉奸，心谋不轨；虽迭经老佛之命，应将洋人从速灭尽，仍不肯借我军所需之大炮”。
这些话惹恼了慈禧，她训斥董说：
汝挟有夙仇，妄言他人所不敢言。汝本系甘肃土匪，穷迫投诚，随营效力，积有微劳，予恩宽大，既往未咎，但现时汝之举动，形同寇贼，大有尾长不掉之势，今日汝蒙予厚恩召入，岂非旷典耶？现命立即退出，再不许擅行入内，免有他患。
这些记述固然有点“小说家言”的味道，但它反映了一个事实，即慈禧和荣禄的攻打使馆不过是共同玩个把戏，董却假戏真做，怎能不碰钉子呢？假如六月四日真的给了董军大炮，六日马福禄等的捐躯之事当不会发生，这场反侵略战争也不致如此惨败！
阴历七月二十日（阳历8月14日），约两万人的侵略联军打到北京城下。这时，除了手持原始武器的义和团群众外，卫戍北京的清军不下五六万人，如果认真作战，侵略军要攻入城内是不那么容易的。无奈大多军队不战而逃，或一触即溃。但甘军却作了一些抗击，此可于当时笔记的只鳞片爪中见之。据王颖之《甘军在京抗击八国联军简记》云：
八国联军原定进攻北京的时间为八月十五日，但俄国侵略军为抢头功，提前至十三日（即阴历七月十九日）午夜开始进攻。……但立即遭到甘军猛烈异常的射击和抵抗。东便门城门被俄炮轰开后，甘军退守建国门，继续抗击。俄国战地指挥官华西里耶夫斯基亲自指挥，用大炮和机枪向甘军进攻，战斗异常激烈。在强敌面前，甘军并不示弱。他们分布在整个城墙上，隐蔽在枪眼后面，用老式的大滑膛枪还击。仅几分钟就打死打伤俄炮手十五名和六匹拖炮马，还打伤一名中尉、一名少尉。不少俄国步枪手也被甘军打伤，躺卧在堡垒后面。由于甘军的英勇抗击，华西里耶夫斯基不得不下令将两门炮撤走。但其中一门炮因炮手和马全被甘军打死，根本无法移动。
但甘军守卫的地段毕竟有限，先是内城东南角被攻破，甘军士兵冲向那里，以凶猛的火力从每个枪眼和巨大的四层箭楼上向俄国侵略军射击，同时还冒着俄军机关枪的火力进行反冲锋。由于甘军的顽强抵抗，使俄国侵略者的“处境十分困难，中国人从形成掎角的两边城墙和从很高的箭楼上向他们射击”。十四日上午八时许，俄军第十团团长安丘科夫当场被甘军击毙，俄国死伤的士兵一直不断地被送出来。十时，俄国将军华西里耶夫斯基被甘军击穿右胸，上去企图救援的俄国士兵几乎全被打倒。由于甘军射击猛烈，直到三小时以后华西里耶夫斯基才被撤下城墙。
日本侵略军于十四日上午九时许开始攻齐化门（朝阳门）。在这里，他们同样遇到了甘军的殊死抵抗。“中国人预料外国人会从这个方向进攻，他们已经做好死守的准备，以可能最密集的步枪和炮火迎击他们的老敌手。”日本敢死队员不断被甘军击毙，战斗一直持续到深夜，只是在俄军配合下，日本侵略军才最后攻陷朝阳门。
在前门箭楼的战斗中，俄国人写道：
北京陷落了。只有在箭楼上那些使我们遭受惨重伤亡的董福祥的顽强士兵还在射击，一直打到黄昏时分，日本人把箭楼拿下来才罢休。
法国人著《庚子中外战记》中说：
至于中队，其在京与联军开仗者，约有三万余人，伤亡之数，约以四千计。当联军夺据京城之际，最称奋勇者，为董福祥一军。
洪寿山撰《时事志略》载《西江月》一首及其注解，倒像一个总结：
“武卫军将虚设，董师孤掌难鸣。可惜大清百万兵，事到临头无用。”“武卫军其勇不可当者，乃东交民巷之抢夺也。闻洋兵欲至，相隔一舍之遥而早遁矣。旗兵神机、神虎等营，闻洋兵一至，如狼遇虎，而鼠遇猫也。只有董福祥一人，至忠至勇，帅甘军而奉命，已调扎卢沟桥矣。哀哉，都城之失守也。”
但董福祥的“至忠至勇”，其实是忠于那拉氏一人，所以不能不分心神于护卫慈禧太后的大驾。因为前此早有慈禧的上谕云：“董福祥现已驰抵行在，所带马队，尚传整齐。此后每日启銮，着以一半队伍在前行走，以清跸路，仍以一半队伍在后行走，以肃舆从。将此谕令知之。”所以，当侵略军自广渠、朝阳、东便三门进入时，他便下令从彰仪门撤至于京城西南方向；而且在撤退中，由于军纪松弛，也发生了不少抢劫掠夺行为。据《庚子纪事》记载，当时有人作诗讽刺云：
“东巷死如莽，西郊去似云。拉车随扈驾，人称董家军。”“劫人似强盗，军令静如山。”
这就反映了清朝官军和清朝将领的本质。
当北京陷落的时候，慈禧挟光绪皇帝仓皇逃离皇宫，出德胜门，经昌平、居庸关，转奔山西。董福祥在京西南接到旨谕，即率同马福祥、马海晏、马麒等出荆紫关北走，在宣化（另一说是在阳高）追上车驾。时马海晏因战阵中患病，加上追驾奔波，辛劳过度，病故于宣化。由马麒承袭父职，任旗官，继统其众。
慈禧西奔的沿途，陆续有大臣前来扈驾，到太原时，“旗兵及岑春煊、马玉昆、董福祥、升允、鹿传霖兵至者，七千余人”（《庚子国变记》）。当慈禧由晋入陕，过黄河风陵渡口时，风高浪涌，马福祥、马麒等选习水精壮士卒护卫安渡，从而得到慈禧的赏识和赞扬。慈禧顾念马海晏效忠有功，追赠以记名总兵。马福祥还在途中结识了慈禧的亲信太监“小德张”（张兰德），之后与张勋、冯国璋四人一起拜为结盟弟兄。这就为“几马”的飞黄腾达搭上了政治阶梯。