守军有三大强藩的联军一万多人，另外有冲锋队、奇兵队共计八千人，总兵力达到一万八千人。
而幕府一边有新军两万人，另外还有一万藩兵。
当日下午，幕府军率先展开进攻，他们排着横阵缓慢地向前压去。
倒幕军首先开炮，第一发炮弹就击中幕府军横列中间的一个炮兵队，随即又是雨点般的枪击。
双方你来我往，开始隔着老远的距离对射。
由于双方才堪堪进入线膛枪的射程，加上双方的训练程度都有所不足。所以杀伤的效率都不高。
战斗的进程非常的缓慢。以至于到当天晚上双方不得不暂时休战。
而这个期间，原本攻进大阪的军队悄悄地撤了出来。
第二天，天一亮，双方的战斗再次开始。
倒幕军的奇兵队还进行了白刃冲锋，但是立即被枪弹击退。双方继续开始消耗起来。
见到此处难以突破，幕府军分出了五千人向伏见方向迂回。
伏见在鸟羽之东，是京都南约六公里的一个小市镇，西滨贺茂川，东靠桃山。奉行所在它的东南角，由土墙和巨屋所圈围，在当时的火力条件下，算得上是一个牢固的堡垒。
同鸟羽方面一样，倒幕军也有一个半月形阵地，占据了桃山制高点，从三面包围着伏见奉行所。守军有长州兵一千八百人和土佐藩的一千三百人，以及新附的藩军两千人。
幕府军多次冲击倒幕军的阵地，曾一度占领桃山，后都被打退。
四月二十一日晚上，倒幕军对幕府军发动了夜袭反击。
双方爆发白刃格斗，战况比白日的对射更加的激烈。
到22日黎明，幕府军残兵一万人不到被迫退回淀城。这样，幕府军在鸟羽、伏见两个战场都遭受惨败。
战端一启，4月22日中午，京都朝廷便宣布德川幕府为“朝敌”决定讨伐。
同样年幼的天皇姑姑和宫亲子内亲王被送到倒幕军大营鼓舞士气。
皇宫被烧之后，天皇一族就剩下了几个女性后裔，而且年龄都不大。
即使这样，木户孝允也不放过她们，一个被立为新天皇，当做傀儡。