虎门要塞是从外海进入广州的第一道防线，一共有三重。第一重就是沙角、大角炮台防线，不过这两处炮台距离很远，不可能形成交叉火力，故而只能算是虚应故事，更主要的作用，是在发现敌舰靠近的时候，发射信炮，通知上游炮台守军，做好防范。
第二重是上横档山一线，这里的重中之重的防御区域，分为东西两条水道。东面一条，依次分别为武山西侧的威远炮台（40门），炮台以北的镇远炮台（40门），以及横档岛东侧的横档炮台（40门）；在西水道，是横档岛西侧的永安炮台（40门），卢湾东侧的巩固炮台（20门）。此即第二重门户。再有就是大虎山东南侧的大虎炮台（32门），形成了虎门要塞的三重防护体系。
后来在道光中页战事之后，朝廷针对虎门要塞不足以抵抗英军炮火威力的情况下，又做出了一些调整；分别是：第一，在镇远、威远炮台之间，新建靖远炮台（60门）；第二，在饭箩排和上横档岛的西侧，架起两道至武山的排链，用以迟滞敌舰驶入内河之后的行驶速度。
应该说，这样的铺陈、防备设计，使得穆克德讷所说的，‘虎门要塞固若金汤’的话并非是虚妄之词，只可惜，这种战术上的优势，难以抵消战略上的整体颓废！
除却战备的调式、使用、一直到击发这类战术上的准备之外，在训练章程及兵员配备上，也是另有安排的。虎门个炮台平时守兵共计590名，平均每三名兵员看护两门火炮，每年春秋两次的演习时，增派协济兵670名；演习时江面另外调水师战船十艘，每一艘炮12门，兵丁水手64人，另外再调泅水阵势兵、水中对械兵、爬桅兵，能凫深水兵等水中交战兵员百余名，全体参加演习的清军共计是2028名——这样的一个数字，就是虎门各处要塞战时编制。
至于岸上防卫，清军的设想是，敌舰进入虎门口端时，沙角、大角炮台施放信炮，敌舰驶入横档东水道时，以威远、靖远、镇远、横档四炮台轰击，敌舰因为排链的阻挡，必不能蓦然闯过，势必停留多时，正利于清军火炮连番轰击，而部属在横档后路的清军水师和水中作战兵丁，亦前来配合炮台作战；若敌舰驶入西横档水道，以永安、巩固两处炮台轰击，同样配以水师和水中兵丁作战；若敌舰闯过横档一线防御，继续深入，则以师船和大虎山炮台拒之。
这是一整套完整的作战方案，在设计上不能说有什么疏漏，只不过，有两处极大的隐患，是当时的清廷上下不曾认识到的。第一就是，这种方案的实质是层层堵截，防止敌舰越过虎门要塞，直奔广州。若是敌舰并不急于闯过，而是直接进攻炮台的话，那么这三重门户就成为了互不相连，孤立无援的据点。
第二，这种设计是针对道光中页中英两国冲突之后作出的，一个最窒碍的地方就是在于，忽略了敌舰进攻的数量！也就是说，虎门炮台的防御能力，仅仅是敌舰数艘！而这一次，英国人第一波进攻的主要打击目标，就是要先将虎门要塞的这三重屏障彻底拔除掉！
开战之初，英国人早就熟知了虎门要塞的地理位置，火炮安放角度以及兵力配备情况，10月5日的晚上9点30分，停靠在黄埔外海的四十六艘炮船同时升火起锚，同时所有兵舰均行以灯火管制，黑通通的夜色中，像张开了口，露出獠牙的猛兽般，逐渐推进沙角炮台。
到了距离沙角炮台三海里远近的时候，英法联军旗舰加略普号上，西马?英格丽拿起望远镜，看看远处仍旧灯光明亮的沙角炮台，向舰桥中等待命令的汉克少校点点头：“少校先生，给博爱号发信号，可以开始了。天佑女皇！”
“天佑女皇！”汉克少校抬手敬礼，吩咐水手以灯语通知友军，自己则转身走到指挥台前：“加略普号侧翼火炮，对准沙角炮台；海阿新号、拉恩号、逢德号、随同旗舰进行炮火压制！开火！”
士兵早已经整装待战，24磅重的爆炸弹箱盖打开，粗壮的英国水手抱起一枚，装进亚姆斯特隆炮炮身，用力拉下炮闩，炮弹飞出一道弧线，重重的砸在沙角炮台的阵地上！
灯光下炮弹炸裂开来，一瞬间，就夺走了正在夜间值岗的四名清军兵士的生命！清军阵营一片大乱：“怎么了？哪里打炮？”
还不等有人回答，空中厉啸连连，越来越多的炮弹落在阵地上，“是海上打来的，是英国……！”喊话的兵士的声音戛然而止，身体被弹片从颈项切割了开来。
沙角炮台山下，有清军军营，守将陈连生，披着夹衣从营房中跑了出来，一把抓住一个没头苍蝇一般到处乱跑，口中呼喝不绝的兵士，先给了他一个嘴巴：“你喊什么？”
“啊……大人！”兵士清醒了一点：“大人，英国人打过来了！”
“炮台上呢？弟兄们呢？”
“都死了，都给英国人炸死了！”
一句话没有说完，众人只觉得身体被震动了一下：“轰！”
安置在沙角炮台上的18磅加农炮终于开火了：“是我们的炮！”陈连生推开兵士，“上面还有我们的弟兄！和我上去！”
带着身边的亲兵小队，并营中的兵士快步登上台阶上到沙角炮台的顶端，湿咸的寒风中，送来呛鼻的硝烟和浓烈的血腥味道，游目四望，到处都是清军士兵横七竖八的尸体，大多数人，竟是连号衣也没有来得及穿上，就在睡梦中，给英国人的炮火轰杀了。
听着身后传来隐隐的呜咽声，陈连生回头怒斥：“哭什么？男子汉本就该马革裹尸！不死在疆场，难道还要死在老娘儿们的怀中吗？”他用力抹了一把眼睛，“走，到炮台去！”
炮台上，剩余下来的十六名兵勇操作二十门火炮，根本照应不来，可以清楚的听见他们大口大口的喘息声，跟着陈连生上来的兵士各自过去，帮助同袍忙碌起来。
一时间二十门火炮准备停当，陈连生一声令下，炮膛口大团的火焰闪过，二十枚18磅重的炮弹凌空飞射了才出去。片刻之后，只见海面上有两艘英国军舰同时燃起了火苗：“好！打得好！把兵士的名字记下来，回头我亲自给他请功。”
此时，距离沙角炮台十二里远的大角炮台，也开始了对海面上英国军舰的炮击，英国人自然也不示弱，双方你来我往，杀得不亦乐乎。
说来奇怪的是，英国的炮火似乎给中国岸防守军压制住了，轮番对射了一阵之后，炮火逐渐变得零星下来，陈连生挥挥手，制止了兵士意图再开炮的动作：“怎么回事？似乎英国人停止炮击了？”