在英国军队骚扰广东、福建沿海时，浙江巡抚乌尔恭额闭目塞听，不作战争准备。英军在广东、福建沿海登陆失败后，在防务不严的浙江找到了可乘之机。7月2日，英国海军司令伯麦率领5艘军舰，3艘武装轮船，以及21艘运输舰到达舟山海面。7月3日，英舰驶入五奎山，逼近定海城南。英国侵略者早就有了占据定海的野心。
义律在1839年4月3日给英国外交大臣巴麦尊的密信中，曾建议英国政府压迫清政府割让舟山岛作为殖民地。巴麦尊在给义律的密信中也作了具体部署：占领舟山岛的一个岛，或厦门镇，或任何其他岛屿，凡是能够作为远征军的供应与行动基地，并且将来也可以作为不列颠商务之安全根据地的地方就行。巴麦尊还明确表示，英国有意永久占有这样的地方。英国侵略者垂涎已久的定海就在眼前了。
面临英国军舰的进犯，定海守军居然没有任何作战准备。在英国侵略者已进逼广东、福建沿海之后，还天真地认为英国军舰是来通商进行贸易活动的。在定海守军一炮未发的情况下，英国军舰从容驶入港口。有两艘军舰驶到道头街测量水势，定海知县姚怀祥带着游击罗建功登上英舰，询问英国军舰的意图。由于语言不通，英国侵略者拿出先前准备好的照会，以海军司令伯麦和陆军司令布尔利的名义迫令姚怀样献城投降，声称如果不顺从，就要炮轰定海并登陆攻城。
7月5日，伯麦又向浙江巡抚乌尔恭额发出照会文书，要挟清政府马上交出林则徐、邓廷祯以及定海城所属的海域，限定3日之内作出答复，否则立马攻打镇海。
那时，驻守定海的清朝军队有2000余人，由水师总兵张朝发统领；驻守镇海的军队也有2000余人，由乌尔恭额和提督祝廷彪统领。与英军相比，中国的总兵力没有丝毫劣势。姚怀祥接到英军最后通牒后，即日召集属下的将士商讨对策。姚怀祥计划集中兵力，坚守定海城，以等候镇海援军的帮助。很多将领也都认为，英军的优势体现在海战方面，在海上英军的大炮威力和军舰强大的火力才能充分发挥，而在陆地上，英军毫无优势可言，然而张朝发却借口敷衍，声称自己统领水师的职责是扼守海口，若让敌人登陆，定海城也就朝不保夕了。张朝发不肯屯兵于定海城中，而姚怀祥手中的兵力十分有限，只好临时招募乡勇。张朝发和姚怀祥约定，张朝发负责守卫海口，姚怀祥负责守卫定海城。姚怀祥率领守城将士连夜用土袋将城门堵塞，在城墙上严加守卫，随时准备应战。
7月5日下午，英军开始向定海发起进攻。英军将战舰一字排成，离关山脚下的码头约有200码的距离，战舰左舷的全部舷炮一律指向守军。清军的水师船也排列起来了。“威里士厘”号首先开炮轰击清军水师，水师和炮台也开炮还击，张朝发率领水师与英军在港口迎战。由于水师平日训练不足，事先又没有做好作战的准备，很多士兵一听见炮声就吓得不行了。张朝发被大炮击中左腿，跌落水中，被兵士救起，送往镇海。罗建功见英军力量强大，也上岸逃跑了。水师船有的被击沉，有的被英军俘获，很快就溃不成军了。英军一举登陆，占领了关山，并连夜攻城。
姚怀祥已经抱定与定海城共存亡的信念，在接到英国的照会后，他很快把府中的幕僚师爷召集在一起。姚怀祥慷慨陈词：“我作为守城的官员，一定要与城池共存亡，你们快点离开吧！”他把钱财分给幕僚们，安排好所有的后事，与大家挥泪告别。在英军攻进东门之后，姚怀祥从北门退出定海城，在城北的普慈山下，投梵宫池殉国。
典史全福在城破以后没有逃跑，他手持大刀立在监狱门口，英军士兵把他团团围住，全福大骂英军，宁死不屈，最终被英军杀害。
占领定海后，英国侵略者进行了大肆的屠杀和掠夺。英国士兵有的成群结队，有的三三两两，闯入每一间房屋，看见衣服、银两、牲口、食物，便恣意抢夺。人们稍微反抗，便会惨遭剑刺枪杀。街道上到处都堆着死尸，伤员更是遍及全城，有的剩下一条腿，有的两条腿都失去了，还有的被炸得肢体破碎，惨不忍睹。英国军舰在港口横冲直撞，见到妇女，英军就掳掠而去。英国侵略者甚至挖掘坟墓，从死尸身上抢劫财物。
英国侵略者的暴行使定海城遭到了空前的浩劫，昔日的繁华景象被破坏得荡然无存。英国侵略者占领定海后，四面设防，其企图很明显，想长期霸占舟山岛。
7月6日，懿律和义律来到定海县城。7日，马礼逊和郭士立也抵达定海。马礼逊和郭士立是中国通，能讲流利的汉语，还会广东、福建两省的方言，对中国的社会风俗及地理情况十分熟悉。他们曾经打着传教的幌子，长期在中国打探情报，英国发动鸦片战争后，马礼逊和郭士立又作为翻译和情报人员，参与了英军对中国的侵略活动。
英国侵略者打算在定海建立军事统治基地，陆军司令布尔利负责管理定海的军务，郭士立负责治理民事。他们一武一文，如同中国的总兵和知县。英国殖民者在定海发布告示，要求来往的商船或渔船等，均要交纳税项，英国无耻地把定海当作自己的殖民地了。英国侵略者还强迫定海居民修筑炮台，以供应军需。定海之战，是英国侵略者第一次以武力侵占中国领土的战争，在整个鸦片战争中有着特殊的意义。
