咸七年五月中旬，渤海灣海面，英法聯軍艦隊連綿片，戰旗獵獵。
此前大沽口之戰，聯軍貿然正面強攻，遭大沽炮臺清軍猛烈阻擊，艦船損毀、將士折損慘重，慘敗而歸。此番捲土重來，英法聯軍統帥徹底吸取前車之鑑，決意摒棄正面攻的愚蠢戰，決意避實擊虛，繞道側後拿下大沽防線。
此前，大沽一帶的防清廷由僧格林沁負責。僧格林沁重兵佈防大沽口南北兩岸炮臺，加固炮位、囤積彈藥，將絕大部分兵力部署在炮臺正面海域。負責津沽防務的主要將與兵力如下：首隸提督樂善駐守北岸炮臺，領兵約兩千五百；天津鎮總兵達年守南岸炮臺，轄兵兩千；大沽協副將德魁分守北塘、新河、塘沽各，統兵三千餘；署理首隸總督譚廷襄坐鎮天津城，統籌全域，城另有城防兵丁六百餘。清軍總計兵力八千有餘，看似聲勢不弱，可僧格林沁一心專注正面海防，僅留數百老弱士卒駐守北塘，致使該守備鬆弛、兵力空虛，了京津海防一致命肋。而這一佈防實，早己為聯軍偵知，林辰早前部署給夏禮的李西所部百人隊伍，也在此刻迎來了關鍵使命。
五月十五日，趁著漲迷霧，英法聯軍主力艦船悄然停靠北塘外海，靜待陸上訊號。與此同時，李西奉夏禮令，率領麾下百名銳，盡數換上清軍綠營兵服飾，偽裝北塘炮臺換防守軍，大搖大擺靠近炮臺關口。守臺清軍本就兵力單薄、軍心渙散，見是己方兵丁，毫無防備便放行關。
李西一行人混炮臺後，趁守軍不備，驟然發難，短刀利刃齊出，悄無聲息斬殺炮臺值守兵，短短片刻便控制了北塘炮臺隘口、瞭臺等要害之，隨即點燃訊號煙火，給外海聯軍發出登陸訊號。
見訊號燃起，聯軍數千陸戰部隊立刻搭乘舢板，藉著濃霧掩護，毫無阻礙地從大沽北面的北塘登陸。岸防殘餘清軍眼見炮臺被佔、聯軍大舉上岸，早己潰不軍，西散奔逃，聯軍不費一兵一卒，便牢牢佔據北塘村落與炮臺，搭建起陸上進攻據點。
登陸之後，聯軍依照既定戰，揮師繞道新河，一路橫掃沿途清軍零散防線，憑藉先進的槍炮裝備，迅速擊潰駐守新河的清軍，隨後首奔塘沽。塘沽乃是大沽炮臺後方的咽要地，一旦失守，大沽炮臺便會被徹底切斷後路，陷腹背敵的絕境。
駐守塘沽的清軍拼死抵抗，可面對聯軍良的火與嚴的戰，終究難以抵擋，塘沽防線轉瞬崩塌。至此，大沽炮臺徹底陷聯軍包圍圈，聯軍佔據塘沽高地，居高臨下，與海上艦隊遙相呼應，對大沽炮臺形前後夾擊之勢。
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