没过两年，英法联军入侵，咸丰皇帝命僧格林沁至天津督办大沽口和京东防务。僧格林沁吸取第一次大沽口战役失败的教训，积极筹建大沽海口和双港的防御工事，整肃军队，做好反侵略的各项准备。当时英法联军舰队由一艘巡洋舰和十三只炮艇组成。
如果是其他将领镇守的话，估计早就弃而逃了，但僧格林沁下达坚决反击入侵者的战斗命令，督军力战，击毁英军战舰3艘，使英军死伤464人，英海军司令贺布受重伤。相持数日，英法联军军舰撤走。虽然最终还是战败了，而且僧格林沁受到了相当重的惩罚，并被销去爵位，但僧格林沁却也因此战而名扬海外。
但当时由于直隶、山东及河间府一带捻军四起，于是清王朝又恢复了僧格林沁的郡王爵位，命其率一万余清军赴山东与捻军作战。因作战有功，赏还博多勒噶台亲王爵，不久诏世袭罔替。而且朝廷还授权僧格林沁节制调遣直、鲁、豫、鄂、皖五省兵马。
僧格林沁率蒙古骑兵和五省提供的兵力多次打败捻军，在鄂东霍山黑石渡收降捻军十几万人，并打散十几万人，清军也损失惨重。但之后僧格林沁被捻军诱至山东曹州高楼寨，随后陷入重围，在冒死突围逃至曹州西北的吴家店时，中伤坠马，被捻军张皮绠斩杀在麦田，终年五十五岁。
