“大政奉还”以后，德川幕府统治形式上结束了，但幕府还拥有庞大的领地和人数众多的军队，实际上仍然控制着国家政权，对外照旧可以代表国家，大多数大名依然在观望。为了真正取得国家的领导权，倒幕派决定彻底打垮幕府。
1868年初，倒幕派以天皇的名义宣布废除幕府统治，建立以天皇为首的新政府，并命令幕府将军交出领地和军队的控制权，即所谓“辞官纳地”。德川幕府不甘心退出统治舞台，集结兵力，准备以武力反击倒幕武装。
1868年1月，幕府军队以“除君侧之奸”为名，进犯京都，在京都附近的鸟羽、伏见和西乡隆盛指挥的新政府军相遇，发生激战。当时，幕府军有15000多人，新政府军只有5000人，但是，新政府军士气高昂，装备有从英国进口的先进武器，又经过新式训练，战斗力较强，更重要的是得到了广大人民群众的支持。经过三天的战斗，新政府军大胜。
鸟羽、伏见战役以后，国内国际形势的发展越来越有利于倒幕派。在国内，更多的大名同幕府决裂，进一步壮大了倒幕力量；同时，三井等大商人开始向新政府提供更多的财政支持。在国际上，西方列强见幕府垮台在即，宣布保持中立。不久，天皇发布亲征诏书，组织5万大军讨伐幕府，实际指挥讨幕大军的西乡隆盛。出征前，新政府还颁布文告，宣布废除幕府苛政、减半当年租税。很多地方的农民武装起来，袭击幕府军队。讨幕军势如破竹，很快进抵幕府所在地江户城下。4月，幕府将军德川庆喜不战而降。
但是，一些幕府残余势力仍在日本东北部地区负隅顽抗，又经过一年的征战，战争才结束。1868年是农历“戊辰”年，推翻幕府的战争主要是在这一年进行的，因此，日本历史上把这场战争称为“戊辰战争”。
不久，江户改名为东京，新政府宣布改元“明治”，日本历史进入明治时期。1869年，明治政府正式迁都东京。
