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对于道光皇帝加强广东防务的谕令，琦善并未认真执行。但是英国人从琦善妥协的态度中，似乎揣摩出了大清帝国的高层们思想并不统一，因此以义律为代表的英国将领们经过慎重研究，决定为了尽快达到本次谈判的目的，除了在谈判桌上与琦善唇枪舌剑之外，还要在战场上教训一下大清帝国。
英国人的第一个目标是虎门。之所以要将这里作为首要攻击目标，除了先前英国人在这里进行了无数次的侦察和了解之外，还因为虎门对于他们而言，具有十足的象征意义—英国人是在虎门跌倒的，就要在虎门重新站起来。
道光二十年十二月十五日（1841年1月7日）清晨，没有任何征兆，英国人突然派兵对虎门要塞区的沙角、大角炮台发动攻击。
一千五百名英军在伯麦的带领下兵分两路，一路进攻大角炮台，一路进攻沙角炮台。除了纯种的英国士兵之外，另有临时召集的游民两千多人，因此进攻人数多达三千余人。英军从穿鼻湾迅速登岸，用竹梯从后山偷袭，以迅雷不及掩耳之势直扑大角炮台。
守卫大角炮台的清军将领是千总黎志安，这位性格刚毅的将军，看到英国人攻上来后，脱下自己的官服，不顾严寒赤裸着上身，挥舞着战刀指挥士兵抵抗英军的进攻。
英军的炮火十分猛烈，战斗中炮台前方的防护墙有很多处被英军炮火轰塌，炮台附近的火药库也中炮起火，殃及清军营房十余间。英军在炮火的掩护下，从轰塌的护墙缺口处冲入炮台，黎志安虽然身上多处受伤，但为了不使炮台被敌军利用，在炮台即将陷落之际，黎忍痛督领士兵将炮台上尚未受到损坏的十四门大炮全部推入海内，然后带领士兵冲出重围。大角炮台后被英军占领。
大角炮台位于虎门口东侧的大角山上，而沙角炮台则位于西侧的沙角山上。大角炮台的陷落，使得与之对应的沙角炮台成为一座孤悬的堡垒。英军从穿鼻湾登陆后，在进攻大角炮台的同时，另一部分绕至沙角炮台侧后方，占据制高点安放大炮，对沙角炮台进行猛烈的俯射。
当时驻守炮台西侧的惠州兵虽然伤亡惨重，但仍然坚守炮台大门，尽全力阻止英军的进攻。不过英国人早已做足了准备，他们让那些游民诈称陈连升将军来了，骗得守军将领张青麟开启了炮台大门。门刚开启，张青麟便被英军士兵一枪打死。
英国人之所以要说出陈连升的名字，是因为他在当地军中具有崇高的威望。
陈连升，湖北鹤峰人，行伍出身，因累计诸多战功，进封城营参将，在鸦片战争的三场前哨战中因作战英勇，晋升为三江协调副将，调守沙角炮台。当时陈连升自带家乡湖北的三江兵驻守炮台东侧，惠州当地兵驻守炮台西侧。琦善到达广东后，主张妥协政策，所以撤除了防务，使大角、沙角炮台的防御能力大大下降。道光皇帝下达加强防务的谕旨后，陈连升率领六百名士兵加强了两座炮台的防御力量。
大角炮台之所以这么快就被英军占领，与琦善的撤销防务有直接关系。然而即使这样，与之处境相同的沙角炮台抵抗英军的进攻依旧顽强。
张青麟死后，英军涌入炮台大门，与驻守的清军展开混战。最终清军寡不敌众，英军成功占领炮台西侧，并从两个方向迅速向陈连升驻守的炮台东侧进攻，致使陈连升腹背受敌。
英军在强攻炮台的同时，为了切断沙角炮台的清军与其他炮台的海上联系和退路，又派兵绕至三门口，放火烧毁了广东水师的船只，因此陈连升在沙角炮台已经算是孤军。
即使成为孤军，刚毅的陈连升也没有退缩，他率领六百名官兵同五倍以上的英军作战。战斗从清晨一直持续到下午三时，守台清军已经是弹尽粮绝，而且伤亡人数持续攀升，陈连升看到一具又一具尸体横陈在面前，犹豫再三之后，决定让其子陈鹏举携带印信等物离开炮台，可是陈鹏举却决心和父亲坚守到底，与炮台共存亡。
战斗依然在继续，英军凭借火炮的掩护，源源不断地涌进炮台，而且占据了有利地形，意图掐断陈连升父子的退路。而陈连升则临危不惧，指挥剩下为数不多的守军与英军展开白刃战。一颗炮弹突然打过来，陈连升不幸中炮身亡，其子陈鹏举接过父亲的指挥大旗，继续率众与敌拼杀，最终力竭身亡。据说陈连升父子阵亡后，愤恨的英军士兵几乎将这对父子的尸体砍成肉酱，场面极其血腥惨烈。
明知不能成功，明知必死无疑，却依然慷慨而行，一般来说这种行为有着很多称呼，比如愚钝、不自量力等。在西方人的眼中，这更是一种不可思议的违反逻辑的行为，而在中国古老的哲学中，这种行为有着一个恰如其分的名称：明知其不可为而为之。
大角、沙角炮台之战，是义律利用谈判之时、琦善撤防无备的情况下，发动的突然袭击。这是英国人为了增强在谈判桌上的底气的一场蓄谋已久的战事—如果清政府继续讨价还价，他们可以利用沙角、大角炮台为依托，继续向腹地进攻。
大角和沙角炮台的陷落，使得英军打开了进攻虎门的门户。道光皇帝得到奏报后，作为一国之君，当然不能容忍英夷在天朝的土地上任意撒野，因此在给琦善的谕旨中明确指出，必须对英国人进行大力剿除。
然而这封谕旨也只能突显皇帝陛下个人的决心，目前的局势下，对广东前方的事务起不到任何作用。本就主张绥靖政策的琦善，看到英国人已经亮出了獠牙，意识到如果找不到加紧议和的方法，未来的局势只能是越来越糟，因此道光皇帝的剿除英夷的谕旨，也就成了一纸空文。
在攻陷大角和沙角之后，英国人的大炮虽然惊醒了道光皇帝，也吓住了琦善，但不能否认的是，大清帝国的高层们依旧没有真正了解义律的真正企图，所玩弄手段的目的何在。例如在英军进攻大角炮台的两天后，琦善还照会义律，幼稚地问对方为什么不宣而战。义律在回文中毫不掩饰地讲明，侵占炮台是为了以武力逼迫清政府同意他们提出的条件，如果不答应就会继续用兵。然而琦善认为这不过是英国人耀武扬威的本性展露而已。
搞不清对手的战略意图，甚至像鸵鸟一样将脑袋埋在沙土里，甘愿自欺欺人，这对于大清帝国来讲，是最致命的问题。这也导致了未来广东的局势，注定向着不利于大清帝国的方向急速发展而去。
对于义律而言，现在他可以底气十足地谋划接下来的步骤。在他看来，琦善或许学问不小，然而处理洋务问题俨然小学生水平，甚至没有林则徐那种舍我其谁的霸气。这样的对手堪称昏庸与愚蠢，因此在武力逼迫之后，义律决定采取更加蛮横的方法。当然，这一次除了动武之外，还有外交欺骗。
道光二十年十二月二十四日（1841年1月16日），义律在给琦善的照会文件中直接提出，如果清政府答应以香港岛为英军寄居之所，英国政府就将定海、沙角等地归还清政府，并提出写成条约，双方签订之日起生效。可是还没等琦善回复，义律就单方面发表公告，谎称与清政府钦差大臣签订了初步协定，即所谓的“穿鼻协定”，而后又强行占领香港岛。义律的这“三板斧”行为，顿时让琦善慌了手脚。琦善当即向义律严正声明，所谓通商和寄居香港两件事，必须得到皇帝陛下的批准后方能答应，英方这种行为，是没有诚信的。
事实上，琦善的慌乱并不是因为英国人的三板斧。广东天高皇帝远，与京城之间的沟通联络需要很久的时间，琦善在广东的所作所为，传到远在千里之外的皇帝陛下那里时，难免被歪曲，更何况京城里还有那些并不省事的言官。
琦善担心英国人单方面发布割让香港的消息，会让皇帝陛下误解成自己可能与英国人私下有某种交易。正是基于这种考虑，加之在英国人逼迫更加严重的形势下，为了向皇帝陛下表白自己，同时也为了规避接下来有可能存在的战争风险，琦善在与英国人严正交涉之后，立即向道光皇帝奏报说，广东地区民情不坚、兵力不足、地势无险可守，一旦开战必不能取胜，不如暂时对英夷采取“羁縻”之策，日后再行剿除。
琦善的奏报，等于向皇帝公开了自己的妥协政策，他希望皇帝陛下能够理解自己的苦心。然而，他显然忽略了，他在奏报中所提到的问题，为什么此前林则徐总理广东事务时，情况却大不一样？
琦善没有想到的事情，道光皇帝可想到了，这一点在他回复琦善的谕旨中就可以看出来：
览奏曷胜愤懑，不料琦善怯懦无能，一至于此。英逆两次在浙江、广东肆虐，攻占县城炮台，伤我镇将大员，荼毒生灵，惊扰郡邑，大逆不道，复载难容……即使真能退地，亦只复我故土，其被害之官弁，罹难之人民，切齿同仇……若不痛加剿洗，何以伸天讨而示国威……（琦善）屡奉谕旨，不准收受夷书……是何诚心，着革去大学士，拔去花翎……
道光皇帝发出谕旨后，觉得仍不解恨，于是再下谕旨，这一封言辞更为激烈：
朕断不似汝之甘受英人欺辱戏弄，迷而不返，胆敢背朕谕旨，仍然接递逆书，代逆恳求，实出情理之外，是何肺腑？不能不堪之至！汝被人恐吓，甘为此遗臭万年之举，今又择举数端，恐吓于朕，朕不惧焉。
这一次琦善的讲事实、摆困难彻底激怒了皇帝陛下。英国人的烧杀抢掠，琦善的欺上瞒下，点燃了道光皇帝愤怒的导火索。可以说这既是一封斥责琦善的谕旨，也是一封对英宣战书。立志成为有道明君的道光皇帝已经彻底下定决心，要和英国人郑重其事地掰一掰手腕。
或许，道光皇帝此时内心深处对罢免林则徐已产生后悔之意，然而皇权制度下，高高在上的皇帝即使错了，也不大可能低头认错，只能向着错误的道路义无反顾地走下去。
义律在得知道光皇帝决定对英宣战后，也决定继续用洋枪洋炮狠狠地打击清政府。
在义律看来，既然大角、沙角已经据为己有，那就不妨再往前大踏一步，将虎门一举拿下，彻底洗刷林则徐在那里带给英国人的耻辱。
道光二十一年正月二十八日（1841年2月19日），义律指挥英国军舰在虎门集结，二月五日（2月25日）完成了对虎门进攻的战斗准备。同一天，十六艘英国军舰首先向清军防守薄弱的南横档炮台进犯，其中一百五十人在舰船火炮的掩护下成功登陆，开始占领阵地。次日清晨，英国军舰开始向虎门炮台发起总攻，英军借着顺风之势，猛烈地攻击横档和永安两座炮台。
事实上，早在前一年十二月，督办虎门炮台防务的关天培依据地形和战备需要，就亲自拟文发到省，请求塞断横档西河，并要求准备茅草火船二到三十只，以防止英国军舰从横档西河后侧攻击炮台。然而那时候琦善对于和谈还有着足够的信心，因此对关天培的建议没有给予积极正面的答复，关天培无奈之下只得临时征用了两只装有沙石的小船应付。
义律当然会利用清军的防守薄弱环节采取强攻，而横档西河也成了英军的突破口。横档守军在副将庆宇、达邦阿的指挥下，曾多次击退英军的进攻。然而由于清军始终是被动应战，结果也像大角、沙角炮台战斗一样，横档、永安炮台终究没能逃脱失陷的命运。而随着这两座炮台的先后失陷，关天培亲自镇守督战的靖远炮台便直接暴露在了英国人的火炮之下。
英军攻下横档和永安两座炮台后，义律立即集中火力，猛攻靖远炮台及两侧的镇远、威远炮台。凭借火炮的掩护，英军一千五百人成功登陆，继续运用老战术从炮台后侧进攻。
从战斗的进程来看，依旧重复着先前的老套路—英军进攻猛烈，清军则凭借守将的勇猛，指挥士兵进行抵抗。随着时间的推移，清军伤亡惨重，守将最终死于炮台之上，只不过这一次死去的清军将领，换成了在后世具有很高知名度的关天培。
在人们的印象中，关天培是与林则徐齐名的民族英雄，虽然他的官职品阶比林则徐低不少，但后世的人们称赞他跟这个一点儿关系都没有。在当时的靖远炮台之战中，关天培也确实展现出了中国人不屈不挠的誓死精神。
在英军火炮的猛烈进攻下，关天培在炮台指挥督战，一直从卯时坚持到未时。虽然杀伤了大量英军，他本人也身负重伤，血水浸透衣甲，但是依旧镇定自若沉着应战。当时靖远炮台仅有的八门大炮因为发射炮弹过于密集而终致炸裂，清军的抵抗方式只能变为与近身的英军展开白刃战。在英军猛烈的炮火下，清军士兵犹如活靶，一个个倒下。
关天培见败局已定，急忙呼唤亲信孙立，让他携带官防印信从小道迅速离开炮台，前往省城去搬救兵。孙立不忍心在战况如此危机之时离开主帅，便死死地拉住关天培坚决不肯离去。
“你小子再不走，我一刀宰了你！现在不是讲情感的时候，赶紧去省城，如果晚了，整个虎门就都让红毛鬼占了！”关天培拔刀怒向孙立说道。
“可是主帅……”
“快走！听到没有？”关天培已经将刀顶在了孙立的脖子上。
孙立无奈之下含泪转身，然而他刚刚离开炮台，便听到身后一声巨响……
“将军！”孙立不禁号啕大哭，可是他知道自己肩负着关天培赋予的更重要的使命，于是强忍悲痛匆匆向省城跑去。
关天培战死后，靖远炮台迅速陷落，驻守炮台的四百余名官兵全部阵亡，随后威远、镇远以及天后宫等各炮台也相继陷落。这些炮台上的三百余门大炮，和林则徐先前所购置的二十门西洋大炮一起，全部被英军缴获。
孙立将官防印信送交省城后立即返回炮台，寻找了将近一个时辰，