光绪二十六年(1900)七月,
帝国主义侵略军
八国联军侵入北京,
慈禧挟
光绪帝逃往
西安市,途径大同。李桂林向慈禧面陈方略,建议派兵驻守
紫荆、
固关要隘,以防敌军西侵。当时,原直隶提督
聂士成(六月时,已战死
天津市)所部"
武卫军"溃卒数千人进入
山西省,李桂林建议招抚,编入
按察使多罗特·升允及总兵
刘光才部下,以后八国联军来犯,一拒于紫荆关,一拒于固关,并得其力。十月初,李桂林衰
大同市官兵驻防
井陉县。
法军大至,相持数月。十一月,八国联军向清政府提出《议和大纲十二条》,清廷照允。可是,"联军"还出兵偷袭井陉。李桂林有备,凭险击之,重创敌军。次年,《
辛丑条约》正式签订。
侵略军对李桂林怀恨在心,施加报复,以"护教不力"罪名要求清廷撤李桂林职。李桂林辞职还乡。
山西省总督派人挽留,追到直隶境内,强邀
桂林返
太原市,任以包头镇厘金局长,而以撤桂林职上报朝廷。后李桂林因目疾,调太原厘金局,因"操视利弊为因革大诗",清廷曾传旨嘉奖。后来,
桂林市以目疾加剧,辞职。清廷仍怕有碍邦交,不敢赏桂林原官,只是以
道员待遇"于山西",以书画自娱,终其余年。