一切準備就緒之後，清晨6點鐘，法軍炮兵首先向白河右岸的第一座炮臺的右側清軍陣地開火，緊接着英軍炮兵用臼炮和榴彈炮加入到了攻擊中來。
清軍立即開炮還擊，看得出他們並非沒有察覺。英軍出動的47門大炮，和法軍一起，密集炮轟那座炮臺及其周邊的清軍營壘陣地，那裡是步兵過河後的落腳點，必須首先予以清理出來。
爲鉗制對方，瓊斯和巴熱兩將的炮艦也越過白河沙洲，轟擊最下游的一座炮臺。這一次聯軍海軍的炮艦在經歷上一次失敗後變得小心了許多，加上僧格林沁設在河口位置的水下鎖鏈等障礙物在上一次戰鬥後被清除得差不多，聯軍經常以炮火封鎖河口導致清軍不能修復水下的障礙物，這次聯軍炮艇、淺水炮艦前進起來輕鬆了許多。
7時許，一聲巨響，可怕的爆炸震撼右岸第一座炮臺。12口徑的重炮彈擊中炮臺火藥庫，使之爆炸。對當時的場面，吳士禮中校這樣描寫道：“一團濃煙高高升起，猶如地獄之火一樣凌空四散開來，隨後，夾帶泥土與木塊的暴雨，紛紛落下。”霎時間，幾乎所有人都認爲炮臺彷彿不復存在了，戰場上一時間空前沉靜。而不久之後，濃煙消散，炮臺居然還在！
過一會兒，又一巨大爆炸聲在下游炮臺震響。同樣情景再次出現。但是，這次無疑是法軍炮艦擊中炮臺。聯軍炮火齊鳴，越來越靠近目標，大爆炸之後，聯軍步兵在搖動的旗幟下，高喊着雜七雜八的口號和歡呼。開始發動進攻。
清軍守兵還擊不力，射擊不準，彈片多在進攻士兵的頭上飛過。鎮守炮臺的清軍步兵中不乏使用先進洋槍的士兵。但他們的射術不精，看過太平軍射擊演習的格蘭特鬆了口氣。還好他們面對的是清軍而不是太平軍，否則他們衝鋒的士兵中至少有三分之一的人將倒在衝鋒的路上。
隨着步兵越來越衝近敵方，清軍的槍彈開始有了命中，柯利諾指揮的炮兵馬上猛轟對岸炮臺，使之再無還擊聲息，7點半鐘，全面的衝鋒發起。
一場白刃戰，肉搏戰慘烈的展開了！布隆戴爾將軍認爲。這場面簡直像中世紀戰爭。這好比古戰場那樣，清軍守兵英勇的和衝上來的聯軍士兵展開肉搏。有些清軍士兵甚至在彈藥打光了之後，抓起敵人打來的彈片投擲過去，然後就如同野獸一般衝過去撕咬對手。還有不少人赤手空拳與聯軍強攻隊拼鬥，清軍士兵大多都習武，騰挪閃躲靈活得如同猴子一般，但面對數倍於己的敵人，他們最後全都戰死，要麼死於敵人的火槍攢射，要麼死於密集的刺刀林。還有的軍官則拔刀自刎……
和清軍肉搏並不是聯軍想看到的一幕，他們更希望能和清軍進行遠距離的炮戰、對射，至少他們在火器射程和精度上有着巨大的優勢。可聯軍沒有時間等待到與清軍野戰的機會。格蘭特和蒙託邦決定強攻之後就知道慘烈的肉搏戰是避免不了的。
戴維跟着士兵們衝上炮臺，他在上一次戰鬥中擊斃一名清軍大官已經從一等兵晉升爲下士。他們踏着瓦礫登上那座發生巨大爆炸的炮臺，沒有人認爲上面還會有活人。
登上炮臺後，在廢墟中他們看到了可怕的一幕，這裡的瓦礫堆中到處都是人體組織，腦袋、手臂、大腿以及紅呼呼的內臟，戴維身前一名英軍陸戰隊士兵再也忍不住，手扶着斷牆垣大口大口的嘔吐了起來。
猛然間牆垣旁一個黑乎乎的藏兵洞內發出一聲怒吼，那士兵才擡起頭來看時。一陣雪亮的刀光已經劃過，那名英軍士兵的頭顱滾了出去。脖腔內的鮮血噴了戴維一頭一臉。戴維驚恐的望去，只見一名清軍士兵身上的軍服破爛幾不蔽體。他的一隻左臂已經失去，右臂提着一把缺口的血刀，嘶吼着又一次撲向戴維來。
槍聲響起，最近距離上幾名陸戰隊士兵一起開火，那名清軍士兵身中數彈，最後直挺挺的倒了下去，戴維驚魂未定，最後也趴在地上大口大口的嘔吐了起來。
河口最下游的炮臺首先失守，英法兩國的旗幟先後在該處炮臺升起，極大鼓舞了陸上進攻的士兵們。此時，陸上進攻的法軍和英軍正集中全力攻奪右岸第一座炮臺正門。他們試圖在3道壕溝上搭橋，正好成爲清軍守兵的理想射擊目標，在距離如此之近的情形下，清軍士兵們就算射術再差，也能擊中目標。
聯軍士兵雖然英勇，但受到清軍步兵的火力壓制，搭橋未成，傷亡衆多。好在很快援軍趕到，同時走運的是，碰巧發現圍牆有個洞，是炮彈穿開的，工兵馬上七手八腳的將洞挖大，人可鑽過去。
於是聯軍從洞口衝將進去，杜潘上校第一個，其他官兵跟上。杜潘上校是個受士兵尊敬的人，他是法軍情報官，本來不用帶兵衝鋒的，但他這次身先士卒，讓聯軍情報部門飽受的指責也少了很多。
聯軍士兵們魚貫而入，進入炮臺院內，馬上遭到清軍士兵們的圍攻，他們馬上與守兵拼刺刀，展開慘烈的肉搏戰。而在炮臺另一端的圍牆上，英勇的清兵還在射擊，杜潘上校臨時組織了十二個士兵進行還擊，法軍士兵的射術精準，而且不受嘈雜環境的影響，他們沉着還擊，終於壓制住了清軍士兵的火力，隨着進入炮臺的士兵越來越多，清軍的敗勢已經註定。
半個小時之後，法軍旗幟在壁壘上飄揚，英兵也破門衝入炮臺，並在最高處插上軍旗。臨近10點，炮臺守兵節節敗退，當幾名清軍將官被打死之後，失去指揮的清軍終於崩潰，他們開始競相逃竄。
但清軍潰兵在外防線受阻，其中一些落入尖樁絆馬陷阱，被自己設下的陷阱害死。整個炮臺約600清軍戰死，僅有百餘人逃脫，加上炮臺周圍清軍營壘、塹壕陣亡的士兵，清軍損失在兩千人以上。陣亡者中有最高守將，佩帶花翎，着紅頂軍服，右岸第一座炮臺就這樣陷落了。
事後榮祿辨認這位守將的屍體，認出此人乃是新任的直隸提督樂善，這就意味着在不到一個月的時間裡，清軍先後有兩位直隸提督陣亡在聯軍手中。額爾金爵士聞訊後，也同樣命人釋放幾名清軍俘虜將樂善的屍首帶回，以示敬意。
強攻給聯軍帶來的損失也不小，四百多人的傷亡令格蘭特大皺眉頭，雖然這其中法國人損失的更多，這還是左岸炮臺不攻自破的情況下的損失，要是真的硬攻強打，格蘭特不知道會有多大的損失出現。聯軍中也有很多軍官負傷，柯利諾將軍肩頭被子彈打穿，要是這枚子彈再歪一點，柯利諾將軍很可能成爲第一個陣亡的聯軍高級將領，而拿皮耳將軍非常驍勇，但很幸運的全身上下只有5處挫傷，也不算負傷。
鑑於法軍損失巨大，英國人客氣的公認法國人打得漂亮，法國人也承認英國人同樣打得好。格蘭特向友軍致意，讚揚說：“法軍將士，懷着第一個把軍旗插上炮臺高牆上的決心，表現得勇敢頑強，和我軍官兵同時從缺口衝入炮臺，爲他們的偉大國家爭了光。”
但是法英雙方到底誰第一個把軍旗插上炮臺呢？按格蘭特的說法，是年輕旗手查普林。他儘管身上3處受傷，仍高舉所在的67團軍旗勇猛衝在前，先於法軍上到炮臺最高處，揮舞軍旗。吳士禮也稱，曾見證那一“美妙的”時刻。最後英國人的說法被泰晤士報記者記錄的照片戳破，雖然黑白照片上那名先插旗的士兵看得不是很清楚，但他手中的軍旗明顯是法軍的軍旗。
奪取了右岸第一座炮臺和白河下游最後一座炮臺，可謂大獲全勝，大沽口主炮臺已經完全暴露在聯軍的槍炮之下。剛剛早上9點鐘，清軍派了使者過來，他們要見英法兩特使，聯軍答曰特使不在。
清軍使者隨即提出了他們的要求，他們希望雙方休戰一天，以便擡走傷員和戰死者的屍首。要求獲得同意，但時間僅到下午4點鐘止，聯軍只同意給四個小時的時間。同時聯軍敦促大沽口炮臺的清軍投降，不過，清軍使者當場就拒絕投降。
聯軍兩帥、額爾金隨即跟來，一同步入剛剛陷落的炮臺。他們看到令人震驚不已的場面；處處盡是死傷守兵，臭味難聞。衝鋒過後，剛剛奪取炮臺，極度興奮的隨軍攝影師畢託就擺好相機，對這些“絕妙的”戰爭場面，要從不同角度拍下。據芮尼醫生說，他請求在完成拍攝之前，絲毫不要動現場，不把屍首擡走。歷史上的攝影師們，凡出名者，都要展示戰爭的殘酷性與野蠻性。
已到總結戰果時刻。法軍士兵115人陣亡，159人負傷；軍官2人陣亡，11人負傷。170名傷員已全部送進設在新河當鋪的戰時醫院。埃裡鬆失去一位戰友布朗凱，這位出身名門望族的中士長，是和杜潘上校一起攻佔炮臺時身中數彈犧牲的。英軍傷亡人數比法軍少一些，57人陣亡，82人負傷，其中軍官22名。
大沽炮臺接連三座配屬炮臺失陷，大沽口主炮臺已經危在旦夕，清軍是會死守還是撤退呢？聯軍的將軍們還拿不準僧格林沁會採取什麼行動，但他們還是做好了繼續攻堅的準備，明天就會知道結果了。