定海为浙江一县，县治设舟山。舟山是英军北上指定要夺取的目标之一。6月30日伯麦所率英军即抵舟山南端，7月2日驶抵定海南道头港，他们派出轮船两艘，进行海面侦察和水道测量。

舟山是中国第四大岛屿，位于杭州湾东南，扼苏、浙、闽三省海面，具有极重要的战略地位，清初在岛设县，置水师三营以驻守。定海县城东、北、西三面都有山峦环抱，城南二三里即道头港，其吉祥、竹山、大渠三口，为外洋入港门户。道头港以南有大小五套山、大小盘峙山、大小渠山等岛屿罗列海中，城南设炮台1座，安设火炮8门，配兵50人防守。

7月4日，伯麦率英舰数艘闯入定海水域。清军水师竟以为是来售货物的夷船，未能发现这是一支侵略军，因此没有十分在意，也未予拦截。知县姚怀祥登舰询问来意，伯麦交给他一份事先准备好的中文照会，限次日下午2时前投降，将所属海岛、炮台一律交出，否则开炮轰城。姚怀祥返回后，立即会同文武官员商讨对策，决定水陆分守的策略：由总兵张朝发将各营及水师齐集港口防堵；知县姚怀祥率兵千余守城，坚壁待援。二人约定：“在外者主战，战虽败不得入；在内者主守，守虽溃不得出。”

7月5日下午，英军见清军拒绝投降，遂命令“威里士厘”号等4艘军舰向海口炮台开炮轰击。张朝发组织力量进行抵抗。由于英舰大炮多、射程远、威力大，9分钟后清军水师即遭受严重损失，失去抵抗能力。张朝发受伤，遂率部向镇海方向退却。英军在舰炮掩护下登陆，攻占了定海城东南的关山炮台，并连夜炮击定海县城。6日凌晨，英军攻破东门，知县姚怀祥出北门投水自尽，守城兵勇溃散，英军占领定海县城。战争终于打响。

定海之战，是中国近代史上第一次丧师失地的战斗。此次作战失败，原因主要是清朝对外来侵略的紧迫性未能作出正确判断，因而沿海戒备不周，给了敌人乘虚袭取的机会。诚如时人夏燮在《中西纪事》中所说：“当日之误，误于浙洋之全无准备，豕突而来，措手不及。”其次，定海清军事先疏于戒备，临战又互不协同，以致一遭炮击即兵溃城陷。