新选组队士们搏命挥舞着闪着冷光的白刃,数名尊攘志士不敌,从2楼跃下欲逃走,随即遭埋伏在后院的新选组队士阻击,由于尊攘派人多且拼命,负责堵截的新选组队士奥泽荣助当场战死,安藤早太郎与新田革左门卫身受重伤,数日后身亡。近藤勇见状,率队追击至后院,帮队士收拾残局,而冲田总司则独自在二楼迎战数倍于己的浪士。据说当时多名浪士看见冲田挥刀的模样,竟吓得头也不回地逃出池田屋。还有种说法认为冲田总司在池田屋激战之际,因肺病发作而咯血,但浪士也是被其高超的剑术所震慑,仍然夺门而逃,若此说成立,可视为冲田总司最早的发病记录。永仓新八与藤堂平助分别负责肃清一楼土间与中庭的浪士,激战中藤堂额头被砍伤,幸亏永仓救援才侥幸生还。此时,土方岁三率援军赶到,负责在门口堵截逃跑浪士的谷三十郎与武田观柳斋也随即加入战斗,在战斗接近尾声之际,一名土佐浪人从破裂的天花板上坠下,武田瞬间挥刀斩杀了对方。
这次事件轰动了整个日本,史称“池田屋事件”。这场血战中,新选组近藤勇队的10人中有3人丧命,而尊攘派一方则死伤惨重,颇具威望的吉田磨念,土佐勤王党的骨干望月龟弥太以及宫部鼎藏、北添佶磨等7名尊攘志士皆死于新选组的白刃之下,另有11名尊攘志士受伤被捕。后来位列明治维新三杰之一的长州藩尊攘派巨头桂小五郎(木户孝允)因迟到侥幸逃过一劫。经此一役,尊攘派首领或死或伤,元气大损。后世将池田屋事件评为“间接导致明治维新往后推迟1年的原因”。而新选组则一战成名天下知,连啼哭的孩子听见“新选组”三个字,都会立刻噤声。新选组最初的理念是“尊皇敬幕攘夷”,但池田屋事件标志着他们彻底成为以“佐幕”为政治立场的组织,说是幕府的爪牙亦不为过。