Tháng 1 năm 1868, bắt đầu tham gia chiến tranh Boshin, Kondo và Hijikata dẫn dắt Shinsengumi chiến đấu tại trận Toba-Fushimi, nhưng quân Mạc Phủ mau chóng đại bại dù rằng có số quân gấp 3 địch thủ, buộc nhóm phải rúi lui và quay về Edo. Kể từ lúc này, Shinsengumi trở thành quân đội chính quy của Mạc Phủ.

Các trận Toba-Fushimi có ảnh hưởng sâu sắc đến Toshizo. Ngay sau khi bị đánh bại bởi những vũ khí Tây phương, Toshizo thừa nhận thế giới samurai đang sụp đổ, nên quyết định đưa những vũ khí hiện đại vào quân lực. Shinsengumi bắt đầu sử dụng Súng hỏa mai và tập luyện cùng chiến đấu theo binh pháp Tây dương. Toshizo cũng tự thay đổi bản thân để phù hợp hơn với thời đại mới, ông cắt mái tóc dài và vận trang phục như người Pháp, Toshizo biết sử dụng nhiều loại súng khác nhau, và rằng ông dùng súng lục rất thiện nghệ.

Trở về Edo, Kondo sau đó đã gặp Katsu Kaishu, một lãnh đạo của quân đội Mạc Phủ đồng thời là Tổng trấn thành Edo. Nghe theo lời khuyên của Katsu, Kondo tái võ trang và cải danh nhóm thành Koyo Chinbutai, bản thân cục trưởng cũng sử dụng bí danh Okubo Tsuyoshi.

Ngày 24 tháng 3, nhóm nhận lệnh lên đường đến lâu đài Kofu, nhưng trên đường đi, họ nhận được tin vào ngày 28, quân Hoàng gia dưới sự dẫn dắt của Itagaki Taisuke đã chiếm thành Kofu. Ngày 29, cả nhóm đụng độ và giằng co với quân Hoàng gia tại trận Koshu-Katsunuma, nhưng vì địch đông gấp 10 lần nên thất trận và nhóm buộc phải tháo lui về Edo.

Ngày 11 tháng 4, Cục trưởng Kondo, Hijikata và đơn vị của họ rời Edo một lần nữa và sau đó thiết lập một trụ sở tạm thời tại bất động sản của gia tộc Kaneko, ở Đông Bắc Edo. Kondo sau đó đổi bí danh của mình từ Okubo Tsuyoshi sang Okubo Yamato.

Sau đó, ngày 25 tháng 4, họ chuyển đến Tổng hành dinh mới ở Nagareyama.

Trong khi đang tập luyện ở Nagareyama, thì ngày 26 tháng 4, nhóm bị đột kích một cách bất ngờ bởi 200 quân sĩ Hoàng gia dưới sự lãnh đạo của Arima Tota thuộc phiên Satsuma, người nghi ngờ ông Okubo Yamato chính là Kondo Isami. Cục trưởng liền bị dẫn độ đến doanh trại quân Hoàng gia ở Koshigaya, sau là Itabashi vào ngày 27 tháng 4 để tra khảo. Cùng ngày, Hijikata đến Edo gặp Katsu và nhờ Katsu xin ân xá cho Kondo. Ngày 28 sau đó, một người đưa thư đã đến Itabashi, trên tay cầm bức thư được thảo bởi Katsu với yêu cầu khoan hồng tha mạng Kondo, nhưng người đưa tin đã bị bắt và yêu cầu bị từ chối.

Tiếp tục chống cự, tại trận chiến thành Utsunomiya, ban đầu, với chiến thuật tài tình, Toshizo đã chiếm được thành khiến địch thủ cũng phải nể phục, nhưng sau đó vì bị thương nên buộc phải về Aizu tịnh dưỡng khiến kẻ địch thừa cơ hội xông lên, rốt trận này quân Mạc Phủ đại bại.

Sau khi Cục trưởng Kondo bị xử trảm ngày 17 tháng 5 năm 1868, Hijikata mang tóc của Kondo đến Aizu và tương truyền rằng đích thân Toshizo đã giám sát việc dựng mộ tưởng niệm Cục trưởng tại đền Tenneiji. Hijikata luôn trách mình đã không thể cứu được chủ tướng, nên đã dẫn dắt Shinsengumi chiến đấu đến cùng từ nơi này sang nơi khác, và ông trở thành Cục trưởng Shinsengumi. Sau khi thua trận đèo Bonari vì quân Hoàng gia quá trội về số lượng, ngày 7 tháng 10 năm 1868, Hijikata gặp Saito Hajime (Đội trưởng đội 3 Shinsengumi, lúc này đã đổi tên thành Yamaguchi Jiro) tại lâu đài Inawashiro và tá túc ở quán trọ Saitoya thuộc Aizuwakamatsu, Hijikata sau đó trao chức Cục trưởng cho Saito. Khi Hijikata quyết định rút khỏi Aizu, Saito và một nhóm nhỏ của Shinsengumi đã chia tay Phó cục trưởng đặng tiếp tục công cuộc thủ chiến tại trận Aizu cho đến cuối cùng và buộc phải đầu hàng, riêng Hijikata cùng nhóm còn lại tiến quân lên Sendai, gia nhập lực lượng Bắc tiến của Enomoto Takeaki.

Hijikata biết rằng ông đang tham gia một cuộc chiến tuyệt vọng, nên đã nói với Pháp nhãn Matsumoto Ryojun rằng: "Tôi chiến đấu không phải để giành chiến thắng. Mạc Phủ sắp sụp đổ, sẽ thực sự ô nhục nếu không ai dám chết cùng nó. Đó là lý do tôi phải ra đi. Tôi sẽ đánh một trận hào hùng nhất đời mình để hi sinh vì đất nước này", và cho rằng bản thân sẽ không còn mặt mũi nào để đối diện với Kondo nơi suối vàng nếu thoả hiệp và sống yên bình với kẻ thù.

Sau khi đổ bộ lên Hakodate, cuối tháng 10 năm 1868, Toshizo và Otori chỉ huy lực lượng Mạc Phủ tiến đánh thành Matsumae, đến ngày 5 tháng 11 thì họ chiếm được pháo đài Goryokaku (五稜郭 Ngũ Lăng Quách), pháo đài đầu tiên của Nhật Bản được xây dựng theo khuôn mẫu Tây phương, và tiếp tục dập tắt các cuộc nổi loạn của dân địa phương.

Ngày 27 tháng 1 năm 1869, Ezo Cộng hòa quốc được thành lập, Enomoto Takeaki được bầu làm Tổng tài (Tương đương chức Tổng thống), Otori Keisuke được bầu làm Bộ trưởng Bộ quốc phòng, tức Tổng tư lệnh Lục quân, còn Hijikata Toshizo được bầu làm Thứ trưởng Bộ quốc phòng, tức Phó tư lệnh Lục quân.

Ngày 6 tháng 5, trong trận hải chiến vịnh Miyako, Hijikata đã lãnh đạo một cuộc đột kích táo bạo nhưng thảm hại để đánh chiếm tàu chiến Kotetsu của quân đội Hoàng gia. Hijikata, cùng với Tư lệnh Hải quân Arai Ikunosuke cùng Phó tư lệnh Hải quân Koga Gengo, đã điều khiển tàu chiến Kaiten bất ngờ đánh chiếm tàu Kotetsu nhưng thất bại vì địch thủ đã nhanh chóng phản công bằng súng máy liên thanh Gatling, khiến Koga hy sinh. Cuộc chiến chỉ kéo dài 30 phút, Hijikata, Arai và những người sống sót khác phải thoái lui về lại Hakodate.

Vào tuần thứ tư của tháng 5 năm 1869, Hijikata chỉ huy 230 quân Cộng hòa Ezo và nhóm nhỏ còn sống sót của Shinsengumi chống lại 600 quân Hoàng gia thiện chiến trong trận Futamata trong mười sáu giờ và buộc phải rút lui. Quân Hoàng gia tấn công một lần nữa vào ngày hôm sau chỉ để rút lui. Và trong đêm tiếp theo, Hijikata dẫn đầu một cuộc đột kích thành công vào doanh trại của lực lượng Hoàng gia, buộc chúng phải tháo chạy. Sau đó, ngày 10 tháng 6, Hijikata và lực lượng rút về lại Hakodate.

Cái chết

Ngày 14 tháng 6 năm 1869, Hijikata triệu tập chàng thị đồng 16 tuổi Ichimura Tetsunosuke vào phòng riêng tại tư dinh của mình. Ở đó, Toshizo uỷ thác cho Ichimura nhiều kỷ vật, gồm có: Tuyệt mệnh thơ (Bài thơ tử), 2 tấm ảnh chân dung, một lọn tóc, 2 thanh kiếm cùng lá thư gửi cho nhà Sato. Bài thơ tuyệt mệnh được giao phó cho Ichimura Tetsunosuke viết rằng: "Dù thân xác tôi có chôn vùi trên đảo Ezo, thì tinh thần tôi vẫn bảo vệ cho chủ nhân nơi phía Đông kia mãi mãi" (Đảo Hakodate nằm ở phía Bắc và có lẽ Toshizo muốn ám chỉ Mạc Phủ ở Edo phía Đông, hoặc cũng có thể ám chỉ Kondo Isami).

Quân đội Hoàng gia sau đó liên tục tấn công nước Cộng hoà non trẻ trên khắp các mặt trận. Trong trận chiến cuối cùng, trận Hakodate, ngày 20 tháng 6 năm 1869, khi đưa quân về Hakodate để giải vây Shinsengumi đang khốn đốn ở Benten Daiba, được nửa chặng đường, Hijikata đụng độ quân Hoàng gia, ông bị giết khi đang chiến đấu trên lưng ngựa bởi một viên đạn vào bụng ở gần cổng Ippon ki kanmon (一本木関門 Nhất Bổn Mộc Quan Môn). Tương truyền rằng, tuy ngã ngựa và đau đớn tột cùng, nhưng Hijikata vẫn cố gắng gượng dậy tiếp tục chiến đấu, giết thêm nhiều kẻ thù, khiến cho cả đám quân địch sợ đến xanh mắt mèo, rồi mới chịu nằm xuống. Một tuần sau, quân Hoàng gia đánh đến tận đại bản doanh Goryokaku, chính phủ nước Cộng hoà Ezo mà đại diện là Tổng tài Enomoto Takeaki chấp nhận đầu hàng ngày 27 tháng 6 năm 1869, chấm dứt sứ mệnh của nước Cộng hoà, và cái chết của Hijikata cũng kết thúc một thời kỳ hào hùng của Shinsengumi.

Không ai biết nơi Hijikata được chôn cất, nhưng một đài tưởng niệm được đặt gần ga Itabashi ở Tokyo, cạnh tượng đài Kondo Isami.

Nhận xét

Một người bà con tên Hashimoto Masano nhớ lại rằng Hijikata đọc rất nhiều sách, nhưng kiến ​​thức về chiến thuật, chiến lược quân sự của Toshizo dường như là điều bẩm sinh.

Jules Brunet, một sĩ quan trong quân đội viễn chinh Pháp vâng mệnh Hoàng đế Napoléon III sang giao thương với Mạc Phủ. Khi chiến sự nổ ra giữa quân Mạc Phủ và Hoàng gia, đoàn cố vấn người Pháp đã quyết định tiếp tục ở lại hỗ trợ, bản thân Jules cũng trở thành sĩ quan cấp cao, đại diện quân viễn chinh và là người huấn luyện quân đội cựu Mạc Phủ trong lực lượng tàn quân mà đứng đầu là Đô đốc Enomoto Takeaki. Trong khoảng thời gian cùng sát cánh chung vai, Jules đã nhiều lần chứng kiến sự can đảm, can trường cũng như tài năng lãnh đạo trong nghệ thuật quân sự của Hijikata. Nên sau khi nước Cộng hoà cáo chung, Jules kết thúc nhiệm vụ và trở về Pháp, và khi kể lại vai trò của mình trong cuộc nội chiến Nhật Bản trong một bài viết, Jules cho rằng ông đặc biệt ấn tượng và đánh giá cao người chỉ huy lực lượng Shinsengumi, ca ngợi tài năng lãnh đạo của Toshizo và cho rằng nếu Hijikata ở Âu châu, nhất định trở thành một vị Tướng.

Otori Keisuke, Bộ trưởng Bộ Quốc phòng, tuy được bầu làm Bộ trưởng, nhưng xét về giao tranh thì Otori chỉ là chuyên gia và giỏi trên lý thuyết, chiến tích của ông không nhiều, trong khi Hijikata, người đứng sau xét về cấp bậc, thì lại tiến xa hơn xét về kinh nghiệm chiến trường. Và mỗi khi đối mặt với thất bại và sự thất trận, Otori chỉ cười và nhún vai trong sự lúng túng rồi nói "Mata maketa yo! - Ồ! Ta lại thua nữa rồi" khiến ông mất điểm trong mắt những người lính dưới quyền.

Katsu Kaishu, Tổng trấn thành Edo (Nay là thủ đô Tokyo), người đã thoả hiệp để tránh một trận tử thủ đẫm máu, cũng từng nhận xét Hijikata là "Một nhân vật mang tầm vóc vĩ đại".

Trên bức hoạ chân dung nổi tiếng của Toshizo, Nakajima Nobori (Một thành viên Shinsengumi, đồng thời cũng là một họa sĩ, từng hoạ rất nhiều tranh chân dung các thành viên cùng cán bộ cấp cao của nhóm), đã đề rằng: "Hijikata là một tài năng lớn và vô cùng ngay thẳng. Trong những năm cuối đời, anh trở nên dịu dàng và mọi người đối với anh như những đứa trẻ theo chân mẹ. Vào ngày thứ 11 của tháng thứ 5 năm Minh Trị thứ 2 (1869), trong trận Hakodate, anh đã chiến đấu như một con hổ dữ đuổi theo những con cừu chạy trốn đầy bất lực. Anh dẫn dắt những người lính của mình, mạnh mẽ đi đầu trong trận chiến và đã bị giết chết trên con ngựa của mình bởi một tay bắn tỉa. Anh là một con người vĩ đại và cao quý trong thời đại của mình".