咸丰九年，赴京赶考，此时年龄已过三十岁，心智成熟，也正是施展抱负的大好机会，他目睹诸兄名登金榜，益自奋勉。1859年，孙家鼐参加咸丰九年的殿试时，咸丰皇帝命他以大清王朝的兴盛写一副对联。孙家鼐即兴书联曰：
“亿万年济济绳绳，顺天心，康民意，雍和其体，乾见其行，嘉气遍九州，道统继羲皇尧舜；二百载绵绵奕奕，治绩昭，熙功茂，正直在朝，隆平在野，庆云飞五色，光华照日月星辰”。
这副对联即歌颂了清朝的丰功伟业，又巧妙地把历代皇帝的年号“顺治”、“康熙”、“雍正”、“乾隆”、“嘉庆”、“道光”等嵌入联中，可见孙家鼐出众的才华。咸丰皇帝看后，惊呼“绝妙！”举起朱笔点他为头名^_^状元。咸丰九年（1859年）状元后，授翰林院修撰。出湖北学政，升侍讲、侍读。入值上书房。
在他赴考前一年也就是1858年5月，英法联军侵占大沽炮台，并以进攻北京作为威胁。6月23日，迫使清政府与英、法、俄、美四国分别签订了《天津条约》。
主要内容：公使进驻北京；开放牛庄、登州、台南、淡水、潮州、琼州、汉口、九江、南京、镇江为通商口岸；外国商船可以自由驶入长江一带通商口岸；外国人可以到内地游历经商；外国传教士可以到内地自由传教；中国对英、法两国赔款600万两白银。
1860年10月，英法侵略军侵略者以焚毁皇宫作为威胁，迫使清政府签订了中英、中法、中俄《北京条约》，作为《天津条约》的补充，续增的条款包括：开天津为商埠。
割九龙司地方给英国；准许外国人在中国买卖人口；将已充公的教堂财产发还，法国传教士可以在各省任意租买田地，建造教堂；对英、法两国赔款各增至800万两白银。
火烧圆明园在狭义上指火烧圆明园，广义概念范围不仅只是圆明园一处，而是京西的皇家三山五园等，其毁坏的范围及程度远远比圆明园大得多。
咸丰十年（1860年）英法联军攻占北京后，占据圆明园。中国守军寡不敌众，圆明园总管大臣文丰投福海自尽，住在园内的常嫔受惊身亡。英国军队首领额尔金在英国首相帕麦斯顿的支持下，下令火烧圆明园。3500名英法联军冲入圆明园，放火烧圆明园，大火三日不灭，圆明园及附近的清漪园、静明园、静宜园、畅春园及海淀镇均被烧成一片废墟，安佑宫中，近300名太监、宫女、工匠葬身火海。使这座世界名园化为一片废墟。大火连烧3天3夜，成为世界文明史上罕见的暴行。
圆明园坐落在北京西郊海淀区，与颐和园紧相毗邻。它始建于康熙48年（1709年），由圆明园、长春园、绮春园三园组成。清朝康熙帝把该园赐给四子胤禛（后来的雍正帝），并赐名圆明园。经雍正、乾隆、嘉庆、道光、咸丰五位皇帝150多年的经营，集中了大批物力，役使了无数能工巧匠，倾注了千百万劳动人民的血汗，把它精心营造成一座规模宏伟、景色秀丽的离宫。清朝皇帝每到盛夏就来到这里避暑、听政，处理军政事务，因此也称“夏宫”。
圆明园规模宏大，珍藏文物众多，建筑规格中西合璧，达到了中国古代园林艺术的巅峰。圆明园著名建筑西洋楼建筑群，大多是采用西方建筑式的规格来修建的。
鸦片战争
第一次鸦片战争以后，西方列强强迫清朝政府签订了第一批不平等条约，从中国攫取了赔款、协定关税、开放五口通商、领事裁判权和片面最惠国待遇等许多特权。英国资产阶级以为通过这些不平等条约就可以把大量的商品倾销到中国。
为了进一步打开中国大门，英、法、美等西方国家便以修约为名，企图压迫清政府给其新的侵略权益。1854年，英国首先向中国提出要求修改已订的《南京条约》的有关条款，美国和法国也接踵而来，均遭到清政府的拒绝。英、美、法等殖民主义者掀起的“修约”交涉未能得逞，就恼羞成怒，决定用发动新的战争来实现其无理要求。1856年，再一次提出，仍被拒绝。
1856年，英国和法国以“亚罗号事件”和“马神甫事件”为借口，对中国发动了第二次鸦片战争。1856年10月英军炮轰广州，正式发起战争。第二年（1857年）英法联军攻陷广州。英法联军在占领广州后，一路北上，1858年，英法联军打到天津城下，扬言进攻北京，清政府连忙派人议和。1859年，英法公使各率领一支舰队进京换约，清政府指定英法代表从天津北塘登陆进京，英法公使却依仗武力，率舰队蛮横闯入大沽口。驻守大沽口的清军开炮阻击，英法联军狼狈逃出大沽口。
在通州谈判时，双方使节因枝节问题发生剧烈争议，英国的无理要求被清政府拒绝，清政府将其一行39人扣押送往北京当做人质。咸丰十年（1860年）8月，英法两国以换约受阻，解救人质为借口，攻入北京。1860年10月6日，英法联军占领圆明园。从第二天开始，为了报复，英法联军士兵就疯狂地进行抢劫和破坏。为了迫使清政府尽快接受议和条件，英国军队首领额尔金、英军名义统帅格兰特以清政府曾将英法被俘人员囚禁在圆明园为借口，命令米启尔中将于1860年10月18日率领侵略军三千五百余人直趋圆明园。
紧接着，破坏开始了。48小时里，圆明园成了一场“有组织劫掠”的目标。士兵们砸碎花瓶和镜子，撕下画幅和卷轴，他们破开仓库抢夺丝绸，并用这些珍贵的织品包扎马匹；他们裹上皇后的凤袍，口袋里装满红宝石、蓝宝石、珍珠和水晶。鲁西记载道：“两天内，我拿到了价值3000万法郎的丝绸、珠宝、瓷器、铜器和雕塑” ，这是一场令人错愕而迷幻的狂欢，“就像幻觉”。
据参与的目击过劫掠现场的英法牧师、记者描述：士兵，英国人和法国人，为了攫取财宝，从四面八方涌进圆明园，纵情肆意，予取予夺，手忙脚乱，纷纭万状。他们为了抢夺财宝，互相殴打，甚至发生过械斗。
因为园内珍宝太多，他们一时不知该拿何物为好，有的搬走景泰兰瓷瓶，有的贪恋绣花长袍，有的挑选高级皮大衣，有的去拿镶嵌珠玉的挂钟。有的背负大口袋，装满了各色各样的珍宝。有的往外衣宽大的口袋里装进金条和金叶；有的半身缠着织锦绸缎；有的帽子里放满了红蓝宝石、珍珠和水晶石；有的脖子上挂着翡翠项圈。有一处厢房里有堆积如山的高级绸缎，据说足够北京居民半数之用，都被士兵们用大车运走。
一个英国人从一座有500尊神像的庙里掠得一个金佛像，可值1200英镑。一个法国抢劫了价值60万法郎的财物。法军总司令孟托邦的儿子掠得的财宝可值30万法郎，装满了好几辆马车。一个名叫赫利思的英军二等带兵官，一次即从园内窃得二座金佛塔（均为三层，一座高7英尺，一座高6.4英尺）及其他大量珍宝，找了7名壮夫替他搬运回军营。该人因在圆明园劫掠致富，享用终身，得了个“中国詹姆”的绰号。
侵略者除了大肆抢掠之外，被他们糟踏了的东西更不计其数。有几间房子充满绸缎服装，衣服被从箱子拖出来扔了一地，人走进屋里，衣物几乎可遮没膝盖。工兵们带着大斧，把家具统统砸碎，取下上边的宝石。一些人打碎大镜子，另一些人凶狠地向大烛台开枪射击，以此取乐。大部分法国士兵手抡木棍，将不能带走的东西全部捣碎。当10月9日，法国军队暂时撤离圆明园时，这处秀丽园林，已被毁坏得满目狼疮。
焚毁
最后，在10月18日，英军指挥官、八世额尔金伯爵詹姆斯·卜鲁斯（James Bruce，他是恶名昭著的古希腊石雕收集者七世额尔金伯爵之子）下令，将圆明园付之一炬。在其后的两天时间里，士兵们被分派到各个宫殿、宝塔和其他建筑中放火。尤为惨重的损失是帝国的图书及档案馆（指文源阁——译者注），约一万零五百卷图书档案，包括有关中国历史、科技、哲学及艺术最为稀世及精美的著作，都在额尔金的大火中灰飞湮灭。
英法联军火烧圆明园后咸丰帝的御批
由于不少楼阁由易燃的松木构筑，卷着松香的浓烟一连数日弥漫于北京北郊的天空。“再也没有一双眼睛能够见证另一个时代的艺术天赋和品位了”，英军随军牧师罗伯特·麦吉（Robert McGhee）这样写道，语气中毫无愧疚，“一个也不留，一栋房屋也不剩，让这里再无宫殿的痕迹吧。现在，咱们回北京去，大功已告成。”
火烧圆明园的罪魁祸首是英国牛津的高才生，3年后葬身火海
额尔金是下令火烧圆明园的罪魁祸首
事后据清室官员查奏，偌大的圆明三园内仅有二三十座殿宇亭阁及庙宇、官门、值房等建筑幸存，但门窗多有不齐，室内陈设、几案均尽遭劫掠。与此同时，万寿山清漪园、香山静宜园和玉泉山静明园的部分建筑也遭到焚毁。
据有关材料记载，10月18日，英国侵略军烧毁安佑宫时，因他们来得突然，主事太监又反锁着安佑宫的大门，所以，当时有太监、宫女、工匠等共300人，被活活烧死在安佑宫。
圆明园陷入一片火海的时候，额尔金得意妄行地宣称：“此举将使中国与欧洲惕然震惊，其效远非万里之外之人所能想象者”。放火的主使者把这种行径看作了不起的业绩，而全世界的正直人们却为这野蛮的罪行所激怒。
圆明园还在熊熊燃烧之时，奉命留守北京的恭亲王奕訢，就全部承诺了侵略者的一切条件。不久即分别与英、法、俄诸国交换了《天津条约》文本，签订了《北京条约》。这样，帝国主义列强霸占了中国的九龙半岛和北部的大片领土，勒索去1600万两白银的巨额军费赔款。
后续
清朝修复
圆明园被毁后，仍为皇家禁园。同治年间在慈禧太后的授意下，曾试图择要重修。当时拟修范围为20余处共3,000多间殿宇，主要集中在圆明园前朝区、后湖区和西部、北部一带，以及万春园宫门区、敷春堂口清夏堂等处。
重新修复的万花阵迷宫
但开工不到10个月因财力枯竭被迫停修。此后，慈禧太后虽然修了颐和园，但并未完全放弃修复圆明园，直至光绪二十二年至二十四年，还曾修葺过圆明园双鹤斋、课农轩等景群。1900（光绪二十六年）年，八国联军入侵北京，慈禧太后挟光绪皇帝逃奔西安，京畿秩序大乱，八旗兵丁、土匪地痞即趁火打劫，把园内残存及陆续基本修复的共约近百座建筑物，皆拆抢一空，使圆明园的建筑和古树名木遭到彻底毁灭。
巧取豪夺
其后，圆明园的遗物，又长期遭到官僚、军阀、奸商的巧取豪夺，乃至政府当局的有组织地损毁。北洋政府的权贵们包括某些对圆明园遗址负有保护责任者，都倚仗权势，纷纷从园内运走大批石雕、太湖石等，以修其园宅。诸如京畿卫戍总司令王怀庆、巡阅使（后贿选为民国总统）曹锟、步军统领聂宪藩、京师宪兵司令车庆云、公府秘书长王兰亨等都有此般劣迹，仅京兆伊（相当于后来的北平市市长）刘梦庚一人，在1922年秋季25天内，就强行运走长春园太湖石623大车、绮春园云片石104大车。
当时先后驻防西苑一带的陆军十三师、十六师、国民军十一师、东北军五十三军、宋哲元二十九军等。都曾强行拆除圆明园围墙，私行出售砖石，或用以圈建西苑操场。颐和园、中山公园、燕京大学、北平图书馆等处，也相继运走大批石件。
沦为废墟
20世纪30年代初，在翻建高梁桥经海淀至玉泉山的石碴公路时，经北平市特别政府批准，将圆明园南边（4800米）和东边的虎皮石围墙全行拆除，砸成石碴用以铺路。于此前，还多次公开变价批卖园内的大城砖、虎皮石和云片石，乃至西洋楼残存的大理石石柱等，这样终至圆明园沦为一片废墟