英吉利、法兰西，以咸丰七年冬十一月，攻陷广州，执总督叶名琛，久踞不退，注谋在改约章，索偿款，增商埠。自谓据城为质，必可如其所请，讲解以罢也。于是总督两广兼通商大臣者为侯官黄宗汉，宗汉亦承平文俗吏耳，盱衡厉色，操下如束湿薪。退驻惠州，既不激励兵练，筹克会城，又不与英使会议立约退师事。习见通商以来，主和者例干清议，挑衅者亦膺严谴，举凡驭远绥边，暨战守方略，惟以闭口不言，塞耳不闻为能。英使额尔金，久不得我要领，乃纠法、美二国，驶兵船北上。
咸丰八年，夏四月，骤至大沽海口。大沽绿营兵素不练，多恇怯，一见敌船，惊溃。洋兵踞我南北岸炮台。直隶总督谭廷襄、提督张殿元等，皆以疏防获罪，遣戍监候有差。洋兵以大小轮船七，暨舢板船，驶入内河，直薄天津。额尔金等照会内阁：“此来非用兵，盖欲修好，请面见天子诉其事。”文宗特遣侍郎衔耆英谕止之，不能，耆英归，赐死。遂命科尔沁亲王僧格林沁以钦差大臣视师通州，遣大学士桂良、尚书花沙纳，往议和约。英人多索偿款及商埠，许之恐伤国体，拒之虑挑强敌，乃以两江总督何桂清兼通商大臣，特派桂良、花沙纳驰赴上海，会同桂清，先与英人商定税则，再议约章，亦欲姑退之以纾近患，修戎备也。
六月，英、法、美三国兵船退去。秋七月，王移军海口，修筑大沽、北塘营垒炮台，购巨炮分布要害，檄州县伐大木输之海堧，植丛桩水底以御轮船。又奏请调吉林、黑龙江、察哈尔及蒙古两盟马队，前后赴军者可五千骑。
九年，春三月，辛未朔，怡亲王载垣驰赴天津，察勘海防事宜，桂良等在上海与额尔金商定税则。额尔金遣其弟卜鲁士率兵船北驶，声言将入京换约。桂良等告以“大沽设防，当进自北塘”。夏五月，庚寅，卜鲁士至拦江沙外。壬辰，遣其兵船闯入大沽海口，先觇形势，王故赢师以张之。癸巳，洋轮十七艘驶进鸡心滩，用炸炮摧断铁练。甲午，鼓轮直进，毁我防具，皆树红旗催战。直隶总督恒福，派员持天津道照会，告以：“桂相已由上海驰还，请移驻北塘口外，静待换约，否则暂令换约官数人，由北塘至天津。”英人摽使者，不受照会，开炮击我炮台，分遣步队蚁傅登岸。王挥鞭上马，督军鏖战，戒炮台同时开炮，沉毁数船，击杀登岸洋兵数百，生擒二人，英领队官伤股而坠，殒焉。洋轮入内河者，皆已中炮，不能驾驶，惟一艘遁至拦江沙外。是役也，英人狃于往岁海口之无备，且窥见台中炮力轻弱，未知我增置大炮也，贸然轻进。迨我炮击坏数船，洋兵相顾愕眙，心手瞀乱，纵炮骛击，多不能中。海潮方上，易进难退，仓卒不能出口。而我台了击敌船，蔑不中者，是以获捷。
英船未人口者，留驻大沽以南，分向旅顺、威海卫、大连湾、大孤山，游泊测绘，皆海口形胜也。或在此购煤汲淡水，转若为寇济后路焉。疆吏营将闻之瞠然，咸谓：“荒岛无足扦者。”会英船粮且尽，始悉南驶。
当英兵开战时，美使华若翰由北塘登岸，诣京师呈递国书，款以优礼，换约而返。华洋巨商知英人耻其败挫，必兴师报复，惧妨互市也，自议集捐白金二百万两，输偿英饷，沮其再举。于是英使、法使照会通商大臣何桂清：“若事事遵八年原约，即可罢兵。”桂清据以入告，得旨：“卜鲁士辄带兵船，毁我海口防具，首先背约，捐兵折将，实由自取，并非中国失信。所有八年议和条款，概作罢论。若彼自知悔悟，必于前议条款内，择道光年间曾有之事，无碍大体者，通融办理，令其有以回报本国，仍在上海定议，不得率行北来。倘再有兵船驶入拦江沙者，必痛加攻剿，毋贻后悔。”
当是时，庙谟以获胜之后，欲改前约，冀英、法二国或就范围也。然犹申戒疆臣帅臣：“不得见敌辄先开炮，致碍和局。”又命留北塘一口，为通使议和地。顾北塘地势扼要，不亚大沽，明代防倭，已有炮台，康熙、道光年间，皆修葺之。迨王督办海防，营度于大沽、北塘之间，已二三年，北塘用帑百余万金，仅成南北三炮台。会有言宜纵寇登岸击之者，王心韪其说。旋奉旨：“撤北塘之备，退据大沽、营城，移其巨炮置大沽南北岸炮台。”营城距北塘陆路三十七里，水路七十里。议者谓：“御寇不于藩垣而于堂奥，失计已甚。”北塘绅士御史陈鸿翊密疏争于朝，不听。翰林院编修郭嵩焘在幕府，亦力争之，王狃于大沽之捷，谓：“彼以船来，不能多携马队，俟其登岸，我以劲骑蹙之，可以必胜。洋兵伎俩，我所深知，何足惧哉。”嵩焘以议论不合，遂辞去。
十年夏，英将额尔金、法将葛罗，率轮船帆船共百艘入寇。复至大沽口，诇我设备严，惩前败不敢阑入。徐窥北塘之弛防也，遂移向北塘。先纵小火轮船至海岸，以铁链系巨桩，鼓轮拽之，须臾，桩则自拔，一桩去，复拔一桩，不二三日，而数百桩尽拔矣。
六月，丁丑，英、法马步队各挽炮车登岸，先据炮台。官军犹以其来换约，不之御也。大吏派员持照会，请其使臣入都换约，不应。王整军以出，所部马队已调赴他军，不满五千，合京旗步队几及万人。英军马步可一万，法军八千。壬午，洋船由北塘进内港，我军驰往扼之，适值潮缩，船不能动，惧为我军所袭也，高悬白旗，示欲议和状，我军信之，不敢纵击，比潮长，洋兵出不意薄我师，我师被挫。洋兵由北而南，将逼大沽，抵新河，我军御之。洋兵先以七百人出战，王瞰其寡也，麾劲骑驰之，洋兵退，乘势蹴之，洋兵各执一枪，精利无前，数十步外即不能近，俄而七百人为一字阵，每人相去数十步，阵长数里，辂我马队三千，渐围渐迫，我军不能退，突围欲出，洋兵发枪无不中，我军如墙之颓，纷纷由马上颠陨。近世火器日精，临阵者，以俯伏猱进为避击之术，骑兵人马相依，占地愈多且高，遂为众枪之的，然后知枪炮既兴，骑兵难以必胜，或反足为累也。戊子，王师败绩于新河，收合马队，出者七人而已。精锐耗竭，势遂不支，退保唐儿沽。英、法军张甚，出全队攻军粮城，又攻副都统德兴阿之营于新河，皆陷之。大沽、北塘如左右户，新河复居大沽之背。是时，洋轮由北塘分向大沽，驾大炮拟我炮台以扼我前，步骑踞新河以鳅我后，大沽炮台益危，炮穴外向，不能反击。王所经理三载之工程，与数百万之帑金，悉置无用之地。王始悔纵敌登岸之非计，而事已不可挽矣。
庚寅，我军复退，洋兵进踞唐儿沽。辛卯，奉朱谕云：“僧格林沁握手言别，倏逾半载，大沽两岸，正在危急，谅汝忧心如焚。天下根本，不在海口，实在京师，稍有挫失，须退守津郡，自北而南，迎头截剿，万不可寄身命于炮台，以国家依赖之身，与丑夷拼命，太不值矣。南北岸炮台，须择大员代为防守。汝身为统帅，固难擅自离营，今有特旨，非汝畏葸，若不念大局，只了一身之计，殊负联心。握管凄怆，谆谆特谕，汝其懔遵。”壬辰，特派侍郎文俊、武备院卿恒棋，驰往北塘海口，伴送英、法二国使臣人都换约。