在得知日本方面支持朝鲜开化党人发动政变和日军进攻仁川之后，由陈树棠、吴兆友紧急函告直隶总督兼北洋大臣李绍泉朝鲜发生政变的消息，请求增兵并指示应对策略。袁蔚霆则在12月5日下午和夜间做好了战斗的准备，他首先联络争取由他编练的朝鲜新军京军壮卫营。当晚，袁蔚霆向壮卫营官兵发放上等成色的黄金8000两，与左右营统带官金钟吕、申泰熙秘密约定次日入宫，共同护卫国王。袁蔚霆还寻找出兵的名义，他要求朝鲜右议政沈舜泽写信求援，于是沈舜泽以朝鲜政府名义致函袁蔚霆等乾军将领，恳请其出兵镇压开化党，解救国王，驱逐日军，袁蔚霆由此得到了出兵的充分理由。
此时开化党虽然政变成功，但形势已经发生了微妙的变化。闵妃在金玉均等人的欺骗和恐吓之下来到狭小的景佑宫，本来就十分不爽，当时，另一名守旧派大臣沈相薰成了漏网之鱼，他利用在宫中值勤的机会，在12月5日早晨将闵台镐、柳在贤等大臣被杀的真相（此前金玉均欺骗国王称为乾人暴徒所杀）写成密信，放入御膳中，开化党人徐载弼掌管御膳进出，但没有察觉到藏在御膳底部的密信，因此密信落入闵妃手中。闵妃由此得知自己的族人闵台镐、闵泳穆已被开化党人杀死，最宠爱的侄子闵泳翊也被砍成重伤（还有个舰长侄子已经送命），因而对金玉均等人恨之入骨，决心铲除开化党。她利用宫女传递消息，要求沈相薰火速出宫，与闵氏外戚集团的官员和乾军取得联系，并制造舆论，诱导朝鲜民众反对开化党。而闵妃自己则竭力怂恿李熙搬回宽敞不易防守的昌德宫。尽管开化党人坚决反对，但在苦不堪言的王室成员和宫女宦官的强烈要求及日本公使竹添进一郎自以为是的许可之下，12月5日中午，李熙、闵妃等王室成员从景佑宫搬出，在桂洞宫（李载元之府邸）作短暂停留，于当日下午回到昌德宫。12月6日上午，开化党人成立的朝鲜新政府发布改革政纲。开化党本来就缺少民众基础，如今又与日本兵勾结，劫持国王，杀害大臣，所以整个汉城流言四起，说王妃已被开化党杀害，国王生死未卜，开化党将另立8岁的国王庶子李辋为新国王。汉城市民并不认同开化党的政纲，反而不满其犯上作乱的作为，纷纷聚集起来，要杀尽倭寇，解救国王。未遭开化党清洗的中间派大臣金允植、南廷哲等纷纷跑到乾军大营，“痛哭乞师”，要求乾军出兵解救国王。袁蔚霆在部分驻朝乾国官员和将领犹豫不决的情况下，果断决定率乾军入宫镇压开化党。
袁蔚霆与吴兆友等人商量后，先派留在乾军大营受命求援的朝鲜京畿监司沈相薰返回王宫，让其伺机向国王传递乾军将入宫解救的消息。此时陈树棠、吴兆友等人仍犹豫不决，为了打消众人的疑虑，袁蔚霆慨然承诺“如果因为挑起争端而获罪，由我一人承当，决不牵连诸位”。见众人首肯，袁蔚霆立刻率2000官兵及朝鲜京军壮卫营左右营大举进攻昌德宫。
当天下午3时，乾军和亲乾朝鲜军共3000人向昌德宫发起进攻。袁蔚霆从敦化门直入昌德宫，直接同日军交战；吴兆友从宣仁门入昌庆宫，包抄左路；张光前殿后策应。乾军一入宫门，便遭到朝鲜士官生徒组成的“忠义军”和日军的猛烈射击。乾军果断还击，双方展开了激战，宫内顷刻大乱，闵妃携王世子李拓趁乱逃出昌德宫，在沈相薰、李范晋等人的保护下逃往东郊觉心寺避难，其他宫中女眷也纷纷逃走。李熙在李载元等左右近臣和武监的护卫下从自己所在的昌德宫观物轩逃出，走到后苑大报坛时被日本人和开化党发现而劫走，转移到演庆堂安置。袁蔚霆攻入昌德宫，直抵观物轩，发现国王已被转移，遂与退守楼台的日军展开新一轮的激战。袁蔚霆身先士卒，即使尸体满路也毫无惧色，奋勇当前。正胶着间，王宫守军中数百名先前蒙袁蔚霆督导训练的朝鲜士兵临阵倒戈，加入了乾军一方，战局立时扭转。
战况激烈之时，正在演庆堂的开化党人和日本人乱作一团，金玉均、洪英植等人要求国王李熙发布“勤王告示”，召集“天下义兵”前来“平乱”，李熙坚决拒绝，金玉均不得已，便盗用国王御玺，以国王名义发布文告，召集“义兵”前来，同时他召集开化党人之前联络的地下会党武装前来助战，而竹添也将汉城里所有的日本浪人动员起来，进攻乾军。但没想到乾军迅速打败了日军，金玉均和竹添仓惶挟持国王李熙逃跑，前后辗转五次，来到东北角宫墙，遇到了洪启薰率领的800名朝鲜京军壮御营士兵，他们向金玉均一行开枪，金玉均高呼“国王殿下在此”，洪启薰怕误伤国王，下令停止射击，于是金玉均一行继续撤退。在路上金玉均极力劝说，要李熙逃到仁川。不料竹添进一郎已经在乾军的猛烈进攻下吓破了胆，他违背诺言，决定先行率日军撤离，退回公使馆等待援兵。李熙则命人带他去城北关帝庙避难。日军要撤回公使馆，李熙要去北关庙，开化党人被迫作出抉择。经过一番商议，金玉均、朴泳孝等开化党骨干随竹添去日本公使馆待援，洪英植等人护卫李熙出宫赴北关庙。昌德宫内的战斗持续了两个小时，乾军大获全胜，但却不见国王的踪迹。袁蔚霆重金悬赏打探国王去向，夜间才得知其下落，立刻派兵前去北关庙抢夺。洪英植、朴泳教及20名开化党士官生徒拼命阻止，结果当场被亲乾朝鲜军士兵全部射杀。
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