早在1841年2月10日，道光帝以定海未能及时收复，命伊里布回任两江总督，以江苏巡抚裕谦接替伊里布为钦差大臣，驰赴镇海，办理浙江军务。
裕谦主持浙江军务之后，亲赴定海，勘察地形，督饬该处守军采取措施，加强防务。
裕谦督令守军于东岳山顶筑炮城一座，又在青垒山、晓峰岭等山择要安设炮位。
至英军再次进犯前，定海城周各山及土城上共有铜铁大炮二十二门，城垣周围有大小炮四十门，另拨给兵船铁炮十门。
守军总数增至五千六百余人，由三个总兵分段负责防御。此外，在镇海、定海等地招募水勇一千二百名，并造买各种船只百余艘。
裕谦获知厦门失守及英军继续北犯后，下令浙江各地于炮台四周挖壕，以备守兵防炮之用，并增设铁蒺藜、木栅等障碍物，以加强防御。
裕谦是旗人中少有的主张坚决抗英的大员，且具有一定的政治军事眼光。
他在向道光帝奏陈敌己情况时指出：英兵船、货船四十余艘北犯，人员逾万，而定海、镇海两处防兵总计不及万人。敌军飘忽不定，随时可集中兵力进攻一地，我则必须扼要分守，时刻防备。
这就形成了“彼众我寡，彼聚我散，彼逸我劳之势”，且“我兵本皆未历战阵，又各存一炮火难御之见”。
因此，对浙省防御，不无忧虑之处。但他坚决表示：“城存俱存，以尽臣职，断不肯以退守为词，离却镇海县城一步，尤不肯以保全民命为词，接受逆夷片纸。”
并说明这样做，并非匹夫之勇，孤注一掷，“盖因镇海地方稍有疏虞，则逆胆愈张，兵心愈怯，沿海一带，必将全行震动”。
9月23日，璞鼎查、巴加和卧乌古等率领英舰七艘、轮船四艘、运输船十九只，装载陆军二千一百余人，到达舟山附近海面，接着于舟山、镇海一带探测航道，勘察地形，侦察清军设防情况，选择登陆地段。
27日，英军火轮船、军舰各二艘，乘潮进入竹山门水道。葛云飞督军发炮，断其大桅一根。英舰当即由吉祥门窜出，后又绕入大渠门，复被守军击退。
28日，英舰炮击晓峰岭，发炮数百发，并派兵乘舢板登陆，被王锡朋率兵击退。
29日，英军携带臼炮三门，登上距道头最近的大小五奎山，并构筑了炮兵阵地。
10月1日上午，英舰队驶入定海城南海域，用舷炮向定海前沿阵地轰击，大小五奎山上的英军炮兵也发炮配合。随后，英陆军在炮火掩护下，分左右两纵队登陆。
左纵队由英军第55团和第18团共一千五百人组成，在道头港以西至竹山一带登陆，进攻竹山和晓峰岭。
清军在王锡朋、郑国鸿指挥下，进行了顽强抵抗，连续击退敌人数次进攻。但清军的抗击终未能阻止敌人的前进，不久，竹山、晓峰岭即为英军占领，王锡朋、郑国鸿先后阵亡。
右纵队由英军第49团和水兵、海员组成，在道头以东至东岳山附近登陆。
这一带的清军，同样表现得很英勇。总兵葛云飞身先士卒，不幸牺牲，清军的左翼阵地也被英军突破。
由于守军连日苦战，伤亡甚众，虽击沉英军舢板数只，并击伤英舰“布朗底”号，终因风大浪险和英舰的封锁，镇海清军难以支援，定海城于10月1日下午2时陷入英军的包围。
接着，英军登云梯入城，知县和守军撤离县城，定海再次被英军侵占。
军需库中的大量物资落入敌手，其中有三十六门新造的铜炮，被敌人搬上运输船，后用以轰击清军。
英军攻占定海后，供应困难，急谋进窥镇海、宁波，为其冬季驻军夺取营地。
10月8日，英军在镇海外海黄牛礁附近集结，9日完成了临战准备。
其进攻计划和部署是：以舰炮摧毁金鸡、招宝两山的炮台和工事，并阻止镇海县城清军增援，掩护陆军登岸，攻占上述两山；尔后水陆并进，夺取镇海。
登陆部队由陆军、水兵和海员等二千四百余人组成，分为左、中、右三个纵队。
左纵队由英军第55团、第18团以及炮兵、工兵等一千一百七十三人组成，携山炮四门、臼炮两门，由卧乌古指挥，担任攻占金鸡山的任务。
中央纵队由英军第49团以及炮兵、工兵等五百零五人组成，携榴炮、野战炮各二门，由马利斯中校指挥，协助左纵队夺占金鸡山。
右纵队由水兵、海员以及炮兵、工兵等七百九十七人组成，携臼炮两门，由荷伯特舰长指挥，负责攻占招宝山。
10日晨，英军左、中两纵队在三艘军舰的掩护下开始攻击。
中央纵队在金鸡山东北的突出部登岸，占领竺山，随即向金鸡山前进。
左纵队乘舢板驶入小浃江登陆，绕攻金鸡山侧后。
守军在腹背受敌，并不断遭到英军舰炮和野战炮猛烈轰击的情况下，顽强抵抗，多次同进攻之敌展开肉搏战。终因伤亡甚众，总兵谢朝恩也受伤落海阵亡，金鸡山遂为英军所占。
与此同时，英军“威里土厘”号等大型军舰四艘，以二百余门舰炮的优势火力，对招宝山实施猛烈炮击。
浙江提督余步云贪生怕死，率先弃台逃跑。
裕谦指挥镇海城守兵发炮拦阻，余步云仍率部绕山逃往宁波。
上午11时许，英军右纵队在招宝山西北麓登岸，不久即占领了招宝山炮台，居高临下，俯击县城。
守军登城抗击，英军以排炮猛轰，掩护其步兵缘梯登城。
裕谦见金鸡山、招宝山相继失守，镇海城危，为实践其与城共存亡的誓言，投水自杀。守军伤亡惨重，余部弃城逃走，镇海遂于当天下午落入敌手。
英军攻占镇海后，其海军司令巴加于12日乘轮船溯甬江而上，进行测量和侦察。
他发觉宁波甚为空虚，即于次日晨率“摩底士底”号等军舰四艘和轮船四只，载兵七百余名，直犯宁波。
当时，提督余步云和知州邓廷彩所率清军尚有两千多人，但他们不作任何抵抗，即率部逃往上虞。
英军不费一枪一弹，占领了浙东重镇宁波。