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火烧圆明园的原因比较复杂。1860年10月初，英法联军劫掠圆明园期间，在圆明园外供大臣居住的房间内发现了此前被清军扣押的英国驻清公使等37名英、法外交人员的物品。他们听附近村民说“《泰晤士报》记者尔比的尸体就曾被扔在这里，后来被猪吃了”，推測这些俘虏在圆明园受清军折磨而死，遂愤怒地放火烧房一一火势蔓延到了圆明园，不过只有一座宫殿被烧毁。
更大的火灾发生在数日后：10月中旬，英法人质陆续被释放，37名人质中18人已经死亡（一说为39人被俘、21人死亡）幸存者自称受到了清政府的严重虐待，额尔金等人急欲惩罚清政府，于是照会恭亲王，除了赔款要求外还说：“（圆明因乃）英法侨民所变心疾首慘刑而死之地也，（美国）必为平地，此条国无须都王之水认，军统帅所已决定，强将执行也。”意思就是英法联军会自已动手毁掉圆明园。于是圆明园第二次被焚。
焚毁圆明园的另一个因素与一个约定有关：10月中旬，清军打开安定门让英法联军进城，并释放了9名人质，英法联军此时承诺不会破坏北京城。当时英法联军缺少补给，必须在11月1日前撤军，为了追使清政府赶紧同意议和，他们打算攻击一些建筑物来示威。但因存在“安定门之约”，他们只得放弃“攻击北京和城内任何公共建筑物”（也色括攻占紫禁城），退而求其次地将京郊的圆明园作为焚毁目标，所以圆明园也算代替紫禁城承受了灾难。
至于英法联军为何不烧紫禁城，实在与“保护北京百姓”无关。
首先，英法联军一直尽量避免进攻紫禁城。法国政府早有训令，战争目的“决不在推翻当今中国之君主”，不希望清政府瓦解，进而导致太平天国“迅速波及帝国其他地区”、使清政府垮台，这将损害法国的在华利益。为此，法军统帅甚至劝说额尔金不要坚持烧毁圆明园，以免刺激恭亲王，使和议的日期再次被拖延。英国政府对额尔金等人也有相似的指示。
其次，英法联军入城时曾有“安定门之约”，额尔金曾向手下解释不能烧毁紫禁城的原因：如果我们“背信而暴行，无心无意”，和谈是不可能成功的。而这是急于早日和谈成功的英法联军最不愿意看到的局面。
不过，破坏紫禁城仍在英法联军的预备计划之中。10月中旬，额尔金等人曾想警告清政府，若期限到了，清政府还不接受己方的要求，英法联军就要“把北京城内的皇宫烧的成为平地”。这个警告没有发出，次日，英军第二次火烧圆明园，“三山五园”成为一片废墟。
