早在1841年2月10日，道光帝以定海未能及時收複，命伊裡布回任兩江總督，以江蘇巡撫裕謙接替伊裡布為欽差大臣，馳赴鎮海，辦理浙江軍務。
裕謙主持浙江軍務之後，親赴定海，勘察地形，督飭該處守軍采取措施，加強防務。
裕謙督令守軍於東嶽山頂築炮城一座，又在青壘山、曉峰嶺等山擇要安設炮位。
至英軍再次進犯前，定海城周各山及土城上共有銅鐵大炮二十二門，城垣周圍有大小炮四十門，另撥給兵船鐵炮十門。
守軍總數增至五千六百餘人，由三個總兵分段負責防禦。此外，在鎮海、定海等地招募水勇一千二百名，並造買各種船隻百餘艘。
裕謙獲知廈門失守及英軍繼續北犯後，下令浙江各地於炮台四周挖壕，以備守兵防炮之用，並增設鐵蒺藜、木柵等障礙物，以加強防禦。
裕謙是旗人中少有的主張堅決抗英的大員，且具有一定的政治軍事眼光。
他在向道光帝奏陳敵己情況時指出：英兵船、貨船四十餘艘北犯，人員逾萬，而定海、鎮海兩處防兵總計不及萬人。敵軍飄忽不定，隨時可集中兵力進攻一地，我則必須扼要分守，時刻防備。
這就形成了“彼眾我寡，彼聚我散，彼逸我勞之勢”，且“我兵本皆未曆戰陣，又各存一炮火難禦之見”。
因此，對浙省防禦，不無憂慮之處。但他堅決表示：“城存俱存，以儘臣職，斷不肯以退守為詞，離卻鎮海縣城一步，尤不肯以保全民命為詞，接受逆夷片紙。”
並說明這樣做，並非匹夫之勇，孤注一擲，“蓋因鎮海地方稍有疏虞，則逆膽愈張，兵心愈怯，沿海一帶，必將全行震動”。
9月23日，璞鼎查、巴加和臥烏古等率領英艦七艘、輪船四艘、運輸船十九隻，裝載陸軍二千一百餘人，到達舟山附近海麵，接著於舟山、鎮海一帶探測航道，勘察地形，偵察清軍設防情況，選擇登陸地段。
27日，英軍火輪船、軍艦各二艘，乘潮進入竹山門水道。葛雲飛督軍發炮，斷其大桅一根。英艦當即由吉祥門竄出，後又繞入大渠門，複被守軍擊退。
28日，英艦炮擊曉峰嶺，發炮數百發，並派兵乘舢板登陸，被王錫朋率兵擊退。
29日，英軍攜帶臼炮三門，登上距道頭最近的大小五奎山，並構築了炮兵陣地。
10月1日上午，英艦隊駛入定海城南海域，用舷炮向定海前沿陣地轟擊，大小五奎山上的英軍炮兵也發炮配合。隨後，英陸軍在炮火掩護下，分左右兩縱隊登陸。
左縱隊由英軍第55團和第18團共一千五百人組成，在道頭港以西至竹山一帶登陸，進攻竹山和曉峰嶺。
清軍在王錫朋、鄭國鴻指揮下，進行了頑強抵抗，連續擊退敵人數次進攻。但清軍的抗擊終未能阻止敵人的前進，不久，竹山、曉峰嶺即為英軍占領，王錫朋、鄭國鴻先後陣亡。
右縱隊由英軍第49團和水兵、海員組成，在道頭以東至東嶽山附近登陸。
這一帶的清軍，同樣表現得很英勇。總兵葛雲飛身先士卒，不幸犧牲，清軍的左翼陣地也被英軍突破。
由於守軍連日苦戰，傷亡甚眾，雖擊沉英軍舢板數隻，並擊傷英艦“布朗底”號，終因風大浪險和英艦的封鎖，鎮海清軍難以支援，定海城於10月1日下午2時陷入英軍的包圍。
接著，英軍登雲梯入城，知縣和守軍撤離縣城，定海再次被英軍侵占。
軍需庫中的大量物資落入敵手，其中有三十六門新造的銅炮，被敵人搬上運輸船，後用以轟擊清軍。
英軍攻占定海後，供應困難，急謀進窺鎮海、寧波，為其冬季駐軍奪取營地。
10月8日，英軍在鎮海外海黃牛礁附近集結，9日完成了臨戰準備。
其進攻計劃和部署是：以艦炮摧毀金雞、招寶兩山的炮台和工事，並阻止鎮海縣城清軍增援，掩護陸軍登岸，攻占上述兩山；爾後水陸並進，奪取鎮海。
登陸部隊由陸軍、水兵和海員等二千四百餘人組成，分為左、中、右三個縱隊。
左縱隊由英軍第55團、第18團以及炮兵、工兵等一千一百七十三人組成，攜山炮四門、臼炮兩門，由臥烏古指揮，擔任攻占金雞山的任務。
中央縱隊由英軍第49團以及炮兵、工兵等五百零五人組成，攜榴炮、野戰炮各二門，由馬利斯中校指揮，協助左縱隊奪占金雞山。
右縱隊由水兵、海員以及炮兵、工兵等七百九十七人組成，攜臼炮兩門，由荷伯特艦長指揮，負責攻占招寶山。
10日晨，英軍左、中兩縱隊在三艘軍艦的掩護下開始攻擊。
中央縱隊在金雞山東北的突出部登岸，占領竺山，隨即向金雞山前進。
左縱隊乘舢板駛入小浹江登陸，繞攻金雞山側後。
守軍在腹背受敵，並不斷遭到英軍艦炮和野戰炮猛烈轟擊的情況下，頑強抵抗，多次同進攻之敵展開肉搏戰。終因傷亡甚眾，總兵謝朝恩也受傷落海陣亡，金雞山遂為英軍所占。
與此同時，英軍“威裡土厘”號等大型軍艦四艘，以二百餘門艦炮的優勢火力，對招寶山實施猛烈炮擊。
浙江提督餘步雲貪生怕死，率先棄台逃跑。
裕謙指揮鎮海城守兵發炮攔阻，餘步雲仍率部繞山逃往寧波。
上午11時許，英軍右縱隊在招寶山西北麓登岸，不久即占領了招寶山炮台，居高臨下，俯擊縣城。
守軍登城抗擊，英軍以排炮猛轟，掩護其步兵緣梯登城。
裕謙見金雞山、招寶山相繼失守，鎮海城危，為實踐其與城共存亡的誓言，投水自殺。守軍傷亡慘重，餘部棄城逃走，鎮海遂於當天下午落入敵手。
英軍攻占鎮海後，其海軍司令巴加於12日乘輪船溯甬江而上，進行測量和偵察。
他發覺寧波甚為空虛，即於次日晨率“摩底士底”號等軍艦四艘和輪船四隻，載兵七百餘名，直犯寧波。
當時，提督餘步雲和知州鄧廷彩所率清軍尚有兩千多人，但他們不作任何抵抗，即率部逃往上虞。
英軍不費一槍一彈，占領了浙東重鎮寧波。
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