1868年11月25日，榎本的艦隊在仙台港和仙台藩精銳部隊，以及土方歲三、大鳥圭介等幕府殘存部隊會合，退往蝦夷地，也就是今天的北海道，準備和明治政府做最後決戰。
12月3日，避開停泊許多外國船隻的箱館港，在鷲ノ木登陸。4日以3,000兵力對守備軍發動攻擊，9日在無抵抗之下佔領「五稜郭」，次日，土方率兵攻打松前城，舊幕府軍由外國添購兩艘新式戰艦－蟠龍、回天，兩艦由海上炮擊松前城，幾個小時後即攻陷松前城。12月28日攻陷館城，明治政府殘存部隊撤退回青森。
開陽丸，荷蘭製木造蒸氣船，搭載16門螺旋式大砲，8門16公分中型加農砲，其火力堪稱幕府海軍最強的戰艦。1990年復原後，現停泊在北海道檜山郡（ひやまぐん）江差町岸邊。
1869年1月，在英、美、法、俄羅斯四國承認之下，榎本武揚宣布獨立，成立「蝦夷共和國」並就任總裁。明治政府深怕承認的國家越來越多，以及俄羅斯的介入，立即投入對北海道的總攻擊。
5月6日，明治政府將滿載士兵的船艦懸掛美國國旗，在宮古灣接近榎本的戰艦後，迅速換上換太陽旗並展開突擊白刃戰（接舷攻擊），如同特洛伊木馬一樣，榎本艦隊被打個措手不及傷亡慘重，此為「宮古灣海戰」。
而大日本帝國海軍的軍神－東鄉平八郎，在此役表現傑出而一戰成名，現岩手縣宮古市，東鄉所留下的石碑變成有名的觀光景點。
宮古灣海戰後，榎本艦隊的戰力大減。
5月20日，政府軍開始登陸，並朝多個據點發動攻擊。
6月20日，由海、陸對榎本最後的據點－五稜郭發動總攻擊。新撰組魔鬼副長－土方歲三，為了搶救被包圍在弁天台場的隊士，戰死在一本木關門，榎本的艦隊也全部被擊沉在箱館灣。
原本打算自裁的榎本武揚，經過勸說後而降服明治政府，結束了長達一年半的「戊辰戰爭」。日後，他是第一個代表日本在國際法庭打官司，並且勝訴的重要人物，也被譽為「明治最優秀的官員」。
五稜郭，在2006年日本百大名城中，高票獲選第二名，這是到函館旅遊一定要去的看的景點，旁邊的「五稜郭塔」（五稜郭タワー）在2006年啟用，能俯瞰整個五星型的城堡，每年的五月也會舉辦「箱館五稜郭祭」。
碧血碑，位在函館市南方函館山的半山腰，是弔念當年戰死的幕府士兵而建造。土方歲三的墓，被供奉在東京都日野市的石田寺，日野市也設有「土方歲三資料館」。
函館的部份，函館市日乃出町設有「土方歲三函館紀念館」，而當年土方戰死的地方設有「土方歳三最期の地碑」，常常能看到石碑旁供奉著許多鮮花。
日本人看土方歲三和新撰組，就如同中國人看關羽一樣，從許許多多的電影、電視劇、小說、漫畫、動畫就能知道，他們在民眾心中神聖的地位。