1858年，第二次鸦片战争爆发，英法联军仅用两个小时就攻陷了大沽口炮台，登陆天津，直逼北京，迫使清朝签订了《天津条约》。咸丰皇帝对于大沽口炮台如此迅速地沦陷，把握京津咽喉要地却没有发挥作用极为震惊，他命令蒙古亲王僧格林沁主持大沽防务，加固炮台，增派兵力。根据史料记载，“南北两岸各建炮台3座，共安火炮60门，其中12000斤大钢炮2门，万斤大钢炮9门，5000斤钢炮2门，西洋铁炮23门。为加强翼侧的防御，在北塘地区整修了炮台，火炮增至24门，对北塘以北的营城亦设兵防守。在天津以东30余里的双港附近新建炮台13座，安设1200斤以下大小钢铁炮各81门，大大加强了纵深防御。”
1859年6月，前来换约的英、法公使拒绝了清朝政府给他们的指定进京路线，要求由舰队护送溯河而上去天津。当英、法的坚船利炮又一次耀武扬威地来到大沽口，清军采取了诱敌深入的策略，英、法殊不知等待他们的是精心准备的炮弹。清朝史料记载“各营大小炮位，环轰叠击，击损夷船多只，不能行走，余船皆竖白旗，起碇下驶”。
第二次大沽口之战是自第二次鸦片战争以来，中国军队所取得的最大的一次胜利，打破外国侵略者不可战胜的神话。在战斗中，中国军队共击沉敌舰4艘、重创6艘(完全失去战斗力)、俘虏2艘，毙伤英军426人、法军14人，俘虏英、美士兵各1人，英侵华舰队司令贺布受重伤。清军仅阵亡38人，直隶提督史荣椿、大沽协副将龙汝元在战斗中壮烈殉国。第二次大沽口之战大大提升了中国人民保国御侮的精神。