张勋知道自己已经是穷途末路，但他仍然梦想能够全身而退，带着自己的辫子军回到徐州。打定主意，张勋就和雷震春、张镇芳联袂向溥仪提出辞呈，随后溥仪按照张勋的意思，发表伪谕，命徐世昌组阁，在徐世昌未到京之前由王士珍代理。张勋仍然希冀就算无法维持“大清帝国”，至少也能保住地盘和部队。但是段祺瑞却无意如此，有阮忠枢和徐世昌求情他固然可以留下张勋的性命，但张勋的地盘和部队是万万留不得了。加上此时，皖系将领段芝贵、靳云鹏、傅良佐、曲同丰、卢永祥等人的部队逐渐聚集到北京城下，可以说把北京城围了个水泄不通。
9日，冯德麟、雷震春、张镇芳、梁敦彦等先后想逃出北京，结果均被抓获，只有善于化装的康有为扮成老农骗过沿途的军警哨卡，离开北京。11日，外国记者到南河沿采访张勋，张勋痛斥北洋派各军阀的背信弃义，再次声明自己绝不投降。当晚讨逆军决定了作战计划，既然你不投降那我就打进去，这时候段祺瑞的皖系军队接连开至，他说话的底气就更足了。讨逆军拟分两处进攻，一路由永定门、广安门进攻天坛，一路进攻朝阳门，哪知道12日拂晓讨逆军与辫子军在天坛刚一交火，辫子军就挂起五色旗表示投降。同时从张勋的徐州老巢传来消息，张勋的部下张文生率领定武军六十四营通电投降，随即剪掉辫子，算是不战而屈。此时讨逆军已经围住南河沿张宅，张勋已经成了孤家寡人。