2、虎门炮台要塞的形成及特点
清代（鸦片战争前）炮台要塞中，最重要、最典型的是广东珠江口的虎门炮台。这里简介一下虎门设防情况及要塞体系的形成，其他炮台要塞体系也就大致可以了解了。
虎门炮台要塞，是扼制珠江出海的n国喉锁钥，位于广州东南（距广州水路约60公里）珠江流入伶仃洋的出口处。地势十分险要，是保卫广州的主要海防要塞。早在明初洪武，永乐年间，就在今东莞境设南海卫、东莞所，并在南山岛（亦称武山岛、或亚娘鞋岛）上设置烽堠。明万历十七年（1589），又在南山岛建山前寨城，驻军防守。清康熙十九年（1680）山前塞城为海盗所毁，康熙二十五年（1686），在南山东北建虎门寨城。康熙五十六年（1717），开始构筑炮台要塞，当年在上横档岛东侧建横档炮台，在南山岛西侧建南山炮台。嘉庆六年（1801）在沙角西侧建沙角炮台，二十年（1815）在南山炮台北建镇远炮台，同时因横档炮台位置过高，在其东侧山脚下另建新横档炮台，二十二年（1817）又在大虎山岛东南侧建大虎山炮台，道光十年（1830），再在大角东侧建大角山炮台。以上6台组成虎门要塞，共有火炮151门。在加强海防、增筑炮台的同时，还于嘉庆十五年（1810）设广东水师提督，驻于虎门，统帅广东水师和虎门要塞。
道光十四年八月初五日（1834年9月7日），英国派来中国的第一商务监督律劳卑，不按海关规定，不听清军劝阻，率战舰2艘强行闯入珠江口。大角炮台曾发炮警告，未起作用，1小时后英舰驶入横档东侧水道。横档、南山、镇远三炮台发炮阻击，英舰还击，40多分钟后，英舰驶过横档岛，锚泊于横档与大虎山间。初七日（9日）下午，英舰起锚继续深入，横档、镇远、大虎山炮台发炮轰击，英舰一面还击、一面前进，双方炮战仅半小时，英舰即驶过虎口，于初九（11日）进至黄埔江面停泊，直至八月十九日（9月21日）方退出虎门。九月初三（10月5日）道光帝曼宁得到奏报后批示说：“看来炮台俱系虚设，两只夷船，不能击退，可笑可恨！武备废弛，一至如是，无怪外夷轻视也”。当日即下令调曾任太湖水师副将的江南苏松镇总兵、署江南提督关天培为广东水师提督，以加强广东海防。
关天培到职、视察了广东中路海防后，拟制了《查勘虎门扼要筹议增改章程》和《重勘虎门炮台筹议节略》等建议书，经呈报道光帝批准后，于次年即扩建了南山炮台，改名威远炮台，在横档岛西侧增建永安炮台，虎门要塞炮台分布示意图在芦湾增建巩固炮台。三台皆用高厚为33厘米，长166厘米的条石，构筑高4米的台基，改用三合土在台基上筑高2米、厚1.5米的垛墙，以防被敌弹击中后碎石伤人。并将所有火炮射孔，均改为内、外八字形，以扩大射界、缩小被弹面。其他各炮台，也都改为三合土垛墙和八字形射孔。还在大虎岛外暗滩设置桩砦、堆石等水下障碍。道光十九年正月二十五日（1839年3月10日），禁烟钦差大臣林则徐到达广州后，与两广总督邓廷桢对虎门海防又进行了加强：为增大王防线的火力，在威远、镇远两炮台间增筑靖远炮台；为扩大控制的海域，增建了尖沙咀、官涌两炮台；为保障翼侧的安全，增建了新涌蕉门两炮台，并在各炮台增添或更换了新购买的西洋大铜炮，大铁炮，同时在横档东侧水道架设了两道排链水上障碍。
虎门两岸，群山林立，江心又有小岛罗列，形势险要。从伶仃洋过虎穴再向北，有两山斜峙，东为沙角山，西为大角山，由此入内江，便是第一道门户。续向北进约5.5公里，有上横档岛屹立于江心。在岛的东南方有礁石1处，叫做饭萝排；正南方有小岛1座，叫做下横档。航道至此，分为两支。其西一支航道，在横档岛和西岸芦湾山之间。起初，暗沙较多，通航不便。后来，地形有所变化，轮船可以通航。东一支航道，在东岸南山和横档岛之间，水位较深，轮船主要由此出入。这是第二道门户。由横档再向北约2.5公里，则为大虎山，山的西边为小虎山。可控制狮子洋，轮船通往广州必须经过这里，便是第三道门户。各道门户，越进越狭。根据这种险要地形的形势，再进行层层设防，使虎门成为坚强的海口要塞。
在虎门海口翼侧的新涌和蕉门两处，由于支流旁出，岛屿罗列，虽不是轮船出入的要津，但在不设防的情况下，敌舰就有可能乘隙侵入。特别是敌人在正面突入发生困难时，更有可能从两翼侧窜袭，以行迂回。所以对这两处也必须构筑防御设施。这样，不仅可以保障虎门更为牢固，而且还可迫使敌舰不得不进行正面冲击。
虎门海口外为伶仃洋。从香港入口，在通向虎门的航道上有尖沙咀、官涌等小岛和半岛，在这里构筑防御工事，可以构成拱卫虎门的警戒线。虎门要塞的构筑，可以看出清代炮台要塞体系具有如下特点。
（1）以打击来犯敌舰为主，全面构筑设防。
在整个虎门要塞的设防中，根据守备的作战任务和地形情况，构筑了13处能充分发扬火力的炮台，即：尖沙咀炮台、官涌炮台、沙角炮台、大角炮台、威远炮台、横档炮台、镇远炮台、靖远炮台、巩固炮台、永安炮台、大虎山炮台、新涌炮台和蕉门炮台等。每处炮台都构筑在险要之地，能控扼珠江航道咽喉，能集中火力抗击从伶仃洋来犯的敌舰。在每处炮台的区域内，都构筑有十几门或几十门火炮的工事，分别配置在山脚、山腰和山顶上，达到在火力上高、中、低相结合，相互左右交叉，上下重层。每处火炮工事都有坚固的炮座供火炮向宽大射向实施射击，又能注意到隐蔽和安全。在附近还配置有弹药库和供射手休息的铺房及各设施之间供隐蔽交通的暗道。因此，炮台的构筑在实效上体现了全面的工程配套作法。
（2）阻打结合，加强防阻敌舰船障碍物的构筑。
为降低敌舰船的进攻速度，给火炮创造充分的射击条件，以达到迅速并大量击毁敌舰船的目的，设置了各种水上障碍。
一种是以木排和铁链并用的江中防敌舰船障碍物。如在虎门要塞横档炮台所控制的江面上，此类型的就设置有两道。第一道障碍物是在饭萝排与其南山之间的江面上。第二道障碍物是在上横档与其南山之间的江面上。两道障碍物之间相距300米。铁链的设置方法是，在江两岸掏出石槽，用8000斤的废大炮嵌在石槽内，再在炮身上围上四道铁箍，将四条铁链固定在铁箍上，使两岸的铁链套扣在一起。落在水中的铁链部分，再根据情况相互加强联结，造成较大的障碍阻力。木排障碍是由大圆木制成。方法是先将大圆木截成15米长，每4根合为1小排，夹钉横木两道，再将4小排联成1大排。大排全宽5.3米，顶面和底面又夹钉横木6道，并用30个铁箍将双面横木牢牢地箍在一起，以保证整体的坚固。设置时，将木排放入江中并托起垂入水中的铁链，这样，既保护了铁链障碍，又使江面防敌舰船的障碍设施得到进一步加强。为使木排稳定，又用240副铁锚以棕缆绳将木排锚钉牢固。并在南山脚下两道排链的障碍之间，筑有靖远炮台，配置大威力火炮60门。其射程可达对岸，与对岸横档炮台构成密集交叉的火网，使防舰船的障碍物能与火力密切相结合。
另一种是以木质桩砦形成的障碍物。这种桩砦的构筑和使用方法与现代抗登陆的桩砦是一致的。其设置地点选在炮台火力能有效控制的沙质岸滩上，较浅的水域可设一道，较深的水域可设两三道。设置两道以上时，前后交错成“品”字形。木桩寨的另一种形式是石堆木桩砦。这种障碍物在虎门要塞的大虎山炮台前300米处设置，其作用是防止敌舰船乘大潮时通过。设置的方法是在江滩浅水中，用大石块堆成七星形的石堆，堆高各2.3米。在石堆中砌立明木桩砦，高出石堆约0.7米，以石块将木桩挤砌牢固。根据敌舰宽度，木桩砦不少于3列，并交错配置，使敌舰船不能通过。除此之外，还在一定位置准备沉船障碍。即用船满载大石头，必要时，将船沉入江底阻挡敌舰。
（3）以陆上炮台为骨干，同水上机动作战的舰船与防舰船的障碍物相结合，构成大纵深梯次守备的要塞体系。
虎门要塞设防的重要特点，是以3道防线和警戒线构成了大纵深的守备筑垒。第一道防线由尖沙咀和宫涌两炮台组成，它是虎门要害体系中的警戒和前哨。这两座炮台分别设在小岛和半岛上，当敌人入侵时，首先与敌接触。因此，其迎战作用是以严密的火力打乱敌舰船的队形，挫败敌人的锋芒和锐气，将部分敌舰歼击于近海，并为虎门纵深争取更多的作战准备时间。同时，还能在水师舰船的协同下作战，将进犯之敌拖在海上，破坏和阻止敌人的进攻部署和计划。第一道防线是以沙角和大角等炮台为主构成。沙角位于虎门海口东侧的沙角山上，坐东向西。大角位于虎门海口西南的大角头山，坐西向东。均属敌舰船进犯虎门的必经之地。两座炮台虽因射程近不能以交叉火力有效地控制从伶仃洋进入珠江口的海面。但经警戒线打击之后的敌舰窜入海口后，仍能予以一威远炮台示意图定的打击。第二道防线也是虎门要塞的主防线，是以威远炮台、镇远炮台和横档炮台为主构成。这三座炮台地处纵深之内，成“品”字形互为犄角之势，能有效地控制江面航道。威远炮台在东岸，山高约150米，能俯瞰制江面和各个小岛屿，并能掩护江心的上下横档。上下横档炮台的位置较低，炮台能以低伸火力严密控制江面。镇远炮台在南山西北角，在威远炮台后方，能支援威远炮台和横档炮台。后又增建的靖远炮台，不仅更加强了防线的火力密度，而且可以控制江面的排链，防止敌人破坏。当敌舰进攻第二道防线时，这几座在纵深内的炮台能以多方向重层交叉的火力，给敌以致命打击。这一段江面上，有多道木排铁链组成的障碍物在江中阻截敌舰船。第三道防线主要以大虎山炮台、新涌炮台和蕉门炮台所构成。大虎山炮台在狮子洋外江中心，独当一面，形势险要，炮台建在大虎山脚，坐西北，向东南，正对主要航道。新涌炮台在新涌口亭涉山，坐东北，向西南，能控制内江支流。蕉门炮台在香山县蕉门黄角山，坐西向东，能控制从伶仃洋经虎门以西通狮子洋的航道。这3座炮台从翼侧和后方掩护虎门要塞的安全。
虎门要塞归广东水师提督所属的中营管辖。鸦片战争开始后，平时守兵约有2000人，其中炮兵1300人，步兵600人，还有马兵若干人。战时，根据情况需要增加兵力。
3.虎门要塞保卫战
道光二十年十二月十五日（1841年1月7日），英侵略军为压迫清廷接受其提出的条件，向虎门要塞发动了进攻。当时英国在虎门外的部队，海军有战舰14艘，（共有舰炮446门）武装轮船4艘（每舰载炮4门）。陆军有马德拉斯土著步兵第37团（7个连），皇家步兵第18、第26、第49团各一部，另有炮兵、工兵各一部。总计兵力约2000人，由海军司令伯麦指挥。上午8时，英军分左、右两个支队向沙角、大角两炮台发动进攻：右支队任主攻，计有加略普号（舰炮28门）、海阿新号（舰炮18门）、拉恩号（舰炮18门）三艘战舰，复仇神号、皇后号、马德加斯号和进取号4艘武装轮船及一些小型船只（载步兵1500余人），负责攻击沙角炮台；左支队任助攻，计有萨马兰号（舰炮26门）、都鲁一号（舰炮44门）、哥伦拜恩号（舰炮18门）和摩底士底号（舰炮18门）4艘战舰，负责攻击大角炮台。英军右支队以三艘战舰由正面炮击沙角炮台，而以4艘轮船和小船，载乘步兵1419人，在沙角炮台侧后、清军未设防的穿鼻湾登陆，抢占炮台后山，居高临下地以野战炮俯击炮台西侧的清军营垒。守军为惠州兵，虽然极力抗击，但营垒被野战炮火击毁，终被英军攻占。英军占领军营后，在舰炮及后山野炮火力掩护下，由后山和营地向炮台进攻。在海陆夹击下，炮台守军腹背受敌，伤亡甚众，英军突入炮台，沙角炮台遂为英军占领。英军左支队4艘战舰，近迫大角炮台正面，集中炮火，猛烈轰击炮台，摧毁胸墙、射孔及围墙多处，守军开炮还击，但效力有限，士兵在英军炮火下难以驻足。英军用炮火打得守军基本丧失战斗力时，英舰水兵搭乘小船，在炮台南北两侧登陆，从围墙缺口处突入台内。守军无力抵抗，向后山溃退，大角炮台亦为英军占领。
沙角、大角两炮台失陷后，清钦差大臣、署理两广总督琦善，畏战求和，违背道光帝“一力剿除”的上谕，一味与英军谈判，并擅自对英统帅义律表示，愿意“代为奏恳”，在尖沙咀或香港地方择一隅（非全岛）供英人“寄寓”（非割让）。义律不待琦善代为奏恳，竟于道光二十年十二月二十八日（1841年1月20日）单方面发布公告，谎称“和中国钦差大臣已然签订了初步协定”，将“香港本岛及其港口割让与英王”，并于道光二十一年正月初四（1841年1月26日）强行占领了香港。琦善与义律谈判之时，英军正积极准备进攻虎门要塞，以打开进军广州的大门。二月初三（2月23日），英军派遣战舰所属舢板船，深入虎门要塞内水道，侦察地形及航道情况。深入至虎门寨城南的太平墟附近方才返航。英军侦知下横档岛没有设防，遂于二月初五（2月25日）下午，派炮兵部队携带了3门重臼炮，在130名步兵护卫下，由复仇神号轮船输送至下横档岛登陆，连夜构筑阵地，安放炮位。初六（26日）拂晓，首先由下横岛英军炮兵猛轰上横档岛，压制横档、永安两炮台的火力。至10时，开始发起进攻。英军的企图，似先以主力攻取东西两水道中央的上横档岛尔后集中兵力攻取南山岛及大虎山岛。其部署是：以威厘士厘号（舰炮74门）、都鲁一号两战舰进入西水道，以火力掩护加略普号、萨马兰号、先锋号（舰炮26门）、鳄鱼号（舰炮26门）摩底士底号、硫磺号（舰炮8门）6战舰驶至上横档岛西、北面、三面围攻上横岛；以伯兰汉号（舰炮74门）、麦尔威厘号（舰炮74门）两战舰、皇后号武装轮船及载有火箭、喷筒、竹梯等攻具的3艘小船，进入东水道，进攻南山岛；而以复仇神号轮船等载乘步兵，荫蔽于下横档岛南侧，待机登陆。经过2个小时的激烈炮战，在英军大量舰炮猛烈轰击下，岛上各炮台及清军营垒多被摧毁，守军伤亡惨重。至下午1时许，复仇神号运送步兵登上横档岛，至1时半，完全占领了横档、永安炮台及军营。与此同时，东水道英舰、船上的水兵300名，亦携带攻具登上南山岛，战斗至下午2时许，位于靖远炮台指挥作战的关天培，英勇牺牲，威远、靖远、镇远3炮台和各临时增筑的沙袋炮台以及山后军营，均为英军占领。下午4时，英军一部在巩固炮台附近登陆，清守军已经弃台撤走，横档主防线战斗失败后，大虎炮台清军亦主动撤走。虎门要塞各炮台全部陷落。英军溯江而上，逼近广州。
虎门要塞的失败，除琦善等畏战求和，指挥错误外，海岸炮性能和炮台工程的落后，则是最重要、最直接的原因。
虎门之战，主要是炮战，而中国的海岸炮，已远远跟不上时代的发展，落后于英国侵略军。由于冶炼、铸造等技术落后，炮的损坏率极高，严重影响战斗。如关天培说：道光十五年（1835）虎门对59门新铸大炮进行试射时，炸裂了10门，残损了3门。由于射击学理和火药制造落后，炮的射程近、射速慢、射击精度差、杀伤破坏力低。如大角、沙角的海口宽约3350米，而安于两炮台的3000斤大炮，所发炮弹据关天培说：“仅及中流，强弩之末，无济于事，是第一重门户，火炮已不得力”。林则徐则说：“彼之放炮，如内地之放排炮，连声不断，我放一炮，须辗转移时，再放一炮”。《澳门新闻纸》认为：“中国只知道用铁铸成炮身”，“全无科学分寸，所以施放不能有准头”。直隶总督谭廷襄说：“（清军）万斤及数千斤之炮，轰及其（英舰）船板，仅止一、二处（孔）”等。在这种情况下，与装备了先进舰炮的英军作战，当然难以获得胜利。
由于火炮性能的不断提高，西方的筑城技术也相应地不断发展，从16世纪开始，旧式高大的圆形炮台，逐渐被低矮的棱堡式炮台所取代。至18世纪时，又出现了堡垒式炮台（要塞面积扩大，在其周围前方构筑许多小型工事，以抗御炮兵的密集射击）。而虎门炮台，虽经关天培、林则徐等的一再改进和加强，但在筑城工程上，基本上仍未脱离传统的城堡结构形式，长墙高垒，既无掩盖，又无交通壕，更没有防御敌人登陆后从侧后攻击的野战工事，远远落后于战斗的要求。临战直前，虽然在炮台侧后构筑了一些沙袋炮台和营垒，但其防护能力更差，难以起到保护核心炮台的作用。一个外国人在观看了虎门要塞的工程设施后，认为“河（指珠江）岸上的炮台都是裸露式的，没有一个能够挡住一只大炮舰的火力，或可以抵御在岸上与舰炮配合的突击队的袭击。”“因为他们不懂得炮台工事技术，全部依赖壁垒和围墙的厚度”。
就虎门要塞整体的防御工程体系来看，虽然从理论上三重门的体系似乎相当全面，但实践证明它并不符合时代要求，存在着分段设防，兵力、火力分散，三道防线不能相互支援的缺点。以致当英军以绝对优势的火力进攻第一道门户时，不仅大角、沙角两炮台无法相互支援，更重要的是第二防线的各炮台，只能旁观，不能支援，眼看着被英军攻占。当英军进攻第二道门户，也就是虎门要塞的主防线时，同样地各岛只能各自为战，不能相互支援。甚至同在一南山岛上，英军在岛西南侧与威远、靖远炮台进行火力战时，镇远炮台却无法支援，第三防线的大虎炮台等就更是只能观望，俟英军占领横档、南山两岛后，自知无力阻敌，不战撤走。实际战斗时间，不过两天，经营多年的虎门要塞就陷落了。造成这种结果的主要原因，是关天培、林则徐等，对英军战斗力和战术知之太少。鸦片战争开始以前，至达虎门的英舰，一般只有一二艘，最多时也不过三艘，而且都是乘风、乘潮闯入虎门。关天培正是在这种情况的基础上，制订的三重门户防守格局。既未考虑到英军会发动大规模的侵略战争，更未考虑到英军不是溯江直进，而是集中兵力、火力逐线攻取炮台，也很少考虑到英军敢于登陆进攻炮台。如道光十九年八月（1839年9月），林则徐向道光帝奏称：“臣等细察夷情，略窥底蕴，知彼万不敢以侵凌他国之术窥伺中华。……即使私约夷埠一二兵船，如前次律劳卑、马他仑之类，并未奏奉该国主调遣，擅至粤洋游奕，虚张声势”。道光二十年正月（1840年2月），林则徐闻听葡萄牙商人传言，说英国将从本土和印度各调12艘战舰来华时，认为“此等谎言，原不过义律等张大其词，无足深论”直至五月中旬，已有英舰陆续驶抵广东海域，林则徐仍向道光帝奏称：“英夷近日来船，所配兵械较多，实仍载运鸦片”，“借以扬言恫喝”，“实无能为”，另外，当时清朝官吏，多认为英军船坚炮利，长于海战，不擅陆战。林则徐即认为：“夷兵除枪炮之外，击刺步伐，俱非所娴，而其腿足裹缠，结束严密，屈伸皆所不便，若至岸上更无能为”。林则徐是当时清朝官吏中了解西方情况较多的一个，尚且有此等见解，关天培等在战前判断英军不会舍船登陆，进攻炮台，也就毫不为怪了。当然，这是当时的历史条件限制造成的，不能苛求于古人。
清末的海防要塞
清末经过第一次鸦片战争，对被英军击毁的炮台进行恢复、补充和改建的不多，但在第二次鸦片战争、甲午战争中，有的还是起到了一定作用。各主要炮台要塞的情况如下：
虎门要塞
对于第一次鸦片战争遭到破坏的海防设施，战后进行了修复和扩建。鉴于虎门为广东的海防要地，清政府对该要塞的设防注意较多。除在原址修复和扩建威远、靖远、镇远、横档、永安、大虎等炮台外，还在巩固炮台旧址附近添建南北炮台。鉴于第一次鸦片战争中，英军在下横档登陆的教训，新建下虎门要塞修复或新建炮台位置示意图横档炮台；并在威远炮台南侧山腰上新建威远山腰炮台；在镇远炮台北侧山腰上，新建镇远山腰炮台。上述修复、扩建或新建的13座炮台均用三合土筑城。安放的火炮数量有所增加，但火炮的质量没有多大改进，只是将固定的木制炮架改为能使火炮升降、旋转的滑车绞架，以便调整射击方向和距离。炮台前后挖有壕沟和掩体，并在后墙上开了炮洞、枪眼，便于对付敌之侧后袭击。虽然较前有些改进，火力增加，且有了层次配备，但总的看来，海防设施的变化不大，沿海防备仍然十分薄弱。
守备要塞的步兵除冷兵器外，仍然使用土制鸟枪、抬枪。火炮也无多大改进，并且依然没有专门的炮兵部队。除虎门要塞外，大多数炮台的火炮仍采用固定木制炮座，所有的火炮都用火绳点火发射，射速慢，射程小（最远不过千米），而且命中率低。1856年装备的从外国购买的火炮200门，主要用于镇压太平军了。
咸丰六年九月二十五日（1856年10月23日），英国海军上将西马糜各厘率科罗曼德号（舰炮5门）、桑普森号（舰炮6门）、棱子鱼号（舰炮6门）三艘轻型战舰划艇10余只，海军陆战队2000人，向虎门进犯，揭开了第二次鸦片战争的序幕。当英舰强行闯入时，因无两广总督叶名琛的命令，清军官兵竟不敢下令开炮拦击。虎门各炮台守将有的等待观望，有的未战先逃，防兵纷纷溃散。因此，英军未受任何抵抗而顺利驶过虎门要塞，进入内河。
英军舰船突入珠江内河，先后占领了猎德、凤凰冈、海珠等内江各主要炮台，直接威胁广州的安全。11月中旬，为打通香港与广州的联系，又增加了加尔各答号（舰炮84门）、南京号（舰炮50门）和大黄蜂号（舰炮17门）三艘大型战舰沿珠江东水道南返，从侧后袭击横档炮台。炮台同敌人展开炮战。1小时后，英陆战队从炮台西侧登岸，向炮台侧后攻击，防兵不支，纷纷溃散，英军遂占领了炮台。次日，英军又攻占横档东岸的威远、镇远和靖远炮台。
英国侵略军仅有2艘军舰、十几只划艇和不超过2000人的兵力，竟能闯入虎门海口，直抵广州，这说明清军的腐朽，特别是坚持不抵抗主义，尽管工事有所改进，要塞防御能力再强也无济于事。
英军虽然攻占虎门要塞及珠江内河的主要炮台，但由于沿江军民不断用夜战、近战袭击敌舰船，使侵略军无法保障水路交通安全。
以后在广东水师集中舰艇反击及广东爱国军民的反抗打击下，英军被迫于次年1月退出珠江内河，撤离虎门口外。
大沽口要塞
大沽口是天津海上门户，位于白河的出海口，河道宽约500米，水深约5米。口外15公里处有拦江沙一道，平时水深不过0.6米，潮涨时深3米多，但涨不过时即落，大船不便航行，海口两岸建有炮台4座；北岸1座，南岸3座。海口距大沽村2.5公里，距天津60公里，中问有葛沽、新城，为商船入口后停泊之所。
大沽炮台及各汛，平时由大沽协各营分守。咸丰八年（1858）二月，咸丰帝得到英法军舰将北上天津时，立即下谕：“天津系畿辅要地，商贾辐凑，亟应严为之备，以免疏虞。著谭廷襄（直隶总督）……督饬天津镇、道等，于海口各要隘，不动声色，严密防范”为加强海防力量，并调京营八旗军2000人（护军营马队1000人，火器营、健锐营各500人）去天津，归谭廷襄节制。在防守作战方针上，有人建议将英法舰船“诱入内河，以便歼除”。谭廷襄认为：“夷长于水而不长于陆，猾狡性成，未必肯舍长就短，且以杉板等小船乘潮而上，其势甚便，一人内河，则民易警恐。是设防以水路为主，兼备炮台后陆路，方为周密。”当即本此方针进行筹措。至三月下旬基本完成。其兵力部署是：直隶提督张殿元率提标及大沽协部分部队守海口北岸，以700人守炮台，以500人在炮台后立营；天津镇代总兵达年督同大沽协代副将德奎率镇标、协标及所属各营守海口南岸，以2200余人守3座炮台，以1500人在炮台后立营；刑部侍郎国瑞率健锐营马队500人驻南岸新城；护军统领珠勒亨率护军营马、步兵1000人驻北岸新河；副都统富勒敦泰率神机营500人，火炮35门，驻北岸于家堡；谭廷襄率督标及部分天津镇兵驻东西沽间海神庙。总计防守海口两岸及炮台的绿营兵约6000人，立营两岸后方以备支援的八旗兵2000人，大沽地区的总兵力约8000人，另有天津及本地练勇各1000人，协助军队防守。
四月初，英法联军的舰船已陆续驶抵大沽口外，计有英舰船15艘，载炮192门，兵力2054人，法舰船11艘，载炮164门，兵力600人。四月初七（1858年5月19日）晚，英法联军轻型舰艇10余艘及舢板20余只驶入拦江沙内，待命行动。初八日（5月20日）上午10时，分两支队驶入海口，同时进攻北、南炮台。进攻北岸炮台的为英炮舰鸬鹚号（舰炮8门）、法浅水炮艇霰弹号和火箭号（各载炮6门），海军陆战队英军289人，法军168人；进攻南岸炮台的为英炮艇纳姆罗号（舰炮6门）、法浅水炮艇雪崩号和龙骑兵号（各载炮6门），海军陆战队英军371人，法军350人。另有英浅水炮艇斯莱尼号（载炮5门，英法联军战斗指挥艇）莱文号（载炮5门）弗姆号，坚固号，鸨号，负鼠号（各载炮3门），以炮火支援战斗，并掩护舢板向两岸运送登陆的海军陆战队。经2小时炮战后，北炮台的三合土顶盖被击毁，南炮台的围墙亦多处被轰破，守兵伤亡甚众。北炮台指挥官游击沙春元，南岸右炮台指挥官游击陈毅等阵亡，南岸左炮台指挥官达年、德奎及中炮台指挥官都司纳勒和弃台逃走。炮台后营垒中的绿营兵、八旗兵及统帅谭廷襄等亦惊慌撤退，大沽各炮台、营垒均为英法联军占领。
这次大沽保卫战，仅交战2小时，就迅速失败，致4座炮台全落敌手的主要原因，是清廷缺乏抗战决心，前线主将幻想能够妥协，以致思想准备不足，多数将领怯战。如三月初八日（4月21日）谭廷襄刚从保定到达天津时，即上奏问：如敌舰“恃强抢入内河，可否即行开炮攻击？”咸丰帝回答说：“不可先行用武，使有所借口。”直到四月初八（5月20日）早晨，英法联军的舰船早已进入拦江沙、并即将开始进攻时，谭廷襄仍判断敌军“似欲接仗，实系有挟而求”，向咸丰帝奏称：“断不令我军先行动手……仍当相机笼络”。奏本送走的同时，英法联军就开始攻击炮台，这时再下令还击，早去失去战机。此外，大沽炮台的设备陈旧落后，也是直接导致失败的重要原因，不仅炮台工事不堪炮击，炮位设置也极为落后，早在第一次鸦片战争前，驻守虎门的关天培，就曾用增减木垫的办法调整火炮的射程。可大沽海口炮台连这种土办法也未采用。固定在炮架上的大炮，无法调整射程，结果敌舰趁落潮发起进攻，各炮台发射的炮弹大多为远弹，不能命中目标，加之采用老式木制炮架，一旦遭敌火器攻击，木架着火燃烧，火炮随之滚落地上，无法继续射击。
英法联军签订《天津条约》南撤后，咸丰帝即任命僧格林沁为钦差大臣，办理大沽防务，在海口及后方双港，构筑炮台、营垒及部署防兵。至咸丰九年四月（1859年5月），已全部设防完毕。在第一次大沽口战斗中被摧毁的4个炮台废墟上，重建为6座。南岸仍为3座，北岸先构筑了2座，后又在石头缝地方增筑炮台1座，以为后路策应。均加高至9米或15米，厚度宽度也都较前有所增加。由于“海口土性寒紧，干后裂缝”由外地“装载沙性土方掺和，以期坚固”；又因炮台逼近海河，地下水位极高，地表下0.6米即有水，所以采购了大量杉木，在地基上打桩；同时从察哈尔等处购买数千张牛皮，用之被覆炮台以防火攻，炮台周围，建筑堤墙，沿墙构筑土窨（地下掩体），墙上密布炮门、枪眼，堤墙外开挖壕沟，树立木桩等障碍。在海口排列3道拦河铁链，配置铁戗（即铁拒马。据《郭嵩焘日记》说铁戗“正身长一丈六尺二寸，入土三尺，上长二丈二尺，为鼎脚式，两旁铁柱二枝，长一丈六尺二寸”。一具“重二千一百零三斤”），安设木栅，联成巨筏以作为水上障碍，扼制海口，拦阻敌船。6炮台共安海岸炮60门，内有万斤以上铜炮11门，西洋铁炮23门，余为5000斤以下之炮。
大沽海口的兵力部署是：将大沽协的额兵1600名，扩编为3000名，并装备部分战船，专职负责两岸6炮台的防守。除协直属的勤务等兵600名外，编为前右、中右、后右和前左、中左、后左6个营，每营400人，分守南北6炮台。另以由宣化镇调来的1000人，协同大沽协官兵，防守海口南北两岸。两岸官兵，归大沽协代副将海绶管辖，天津镇代总兵常存指挥，后又以直隶提督史荣椿驻北岸，统一指挥海口两岸军队。此外，副都统成保率哲里木盟兵500人驻新城，头等侍卫布尔勒和德率昭乌达盟兵500人驻新河，京营2000人和哲里木、昭乌达盟兵各500人，随僧格林沁驻双港，为二线阻击部或机动部队。总计兵力7000人。
僧格林沁接受第一次大沽口作战，因不先开炮，致丧失战机而失败的教训，采取了较为积极的方针，向咸丰帝报告说：“倘夷船一二只驶进海口，谨遵训示，由地方官派员，迎至拦江沙外，与之理论……不敢轻举放衅。设三五只以上，蜂拥而至，是决裂情形已露，自未便专恃羁縻。且重防设备海口，若仍俟闯入内河，已入咽喉重地，再行观衅而动，则毫无把握，必至如去岁所堕诡计。似宜以拦江沙内鸡心滩为限……设竟闯入鸡心滩，势不得不慑以兵威，只可鼓舞将士，奋力截击，开炮轰打”。咸丰帝原则上同意他的意见，给予“相机酣办”的权力。
咸丰九年五月二十二日（1859年6月22日），英海军少将贺布率英法联军舰队（英舰艇20艘，载炮145门，法舰艇2艘，载炮53门，共有水兵及海军陆战队2200余人）驶抵大沽海口外。二十五日（6月25日）拂晓，英军欧掠鸟号、杰纽斯号、行鸟鸟号、鸬鹚号、庇护号、茶隼号、巴特勒号、纳姆罗号、负鼠号、高贵号、佛里斯特号和法军诺尔札加拉号等11艘浅水炮艇（每艇载炮3门）载乘登陆部队660余人，侵入海口拦江沙。先由负鼠号等数艘炮艇强行拆除海口铁戗和木栅，开辟通道。下午3时左右，海口第一道障碍被拆毁，继续向横锁海口的铁链逼近，并发炮轰击两岸炮台。两岸炮台同时还击。直隶提督史荣椿，大沽协副将龙汝元指挥两岸炮台集中火力轰击贺布所乘行鸟鸟号指挥艇。该艇艇长被打死，贺布负重伤，转乘鸬鹚号指挥。激战至下午4时，联军炮艇大部被击伤，行鸟鸟号、鸬鹚号、庇护号、茶隼号4艇被击沉。守军两主要指挥官史荣椿和龙汝元也英勇牺牲。下午5时，贺布指挥联军向南岸强行登陆，企图夺占南岸3座炮台。炮台外有一片泥泞地，并有3道外壕。联军登岸后，一方面遭到守军炮火的杀伤，一方面在没膝的泥泞中爬行，极为狼狈。这时增援的火器营地也已到达，抬枪、鸟枪猛烈射击，北岸炮台也发炮支援，登陆联军伤亡惨重，终于迫使其向海口撤退，乘夜逃归舰艇，撤出战场。
此战，清军阵亡军官7人，士兵25人，炮台、围墙略有损坏。英军水兵被击毙25人，受伤93人，登陆的部队被击毙64人，受伤252人；法军参战仅60人，也被击毙4人，受伤10人。联军总计伤亡448人。
此次要塞战役，11艘英军炮艇中，有6艘丧失了战斗力，有4艘被击毁或击沉。参战英军约1200人，死伤578人，参战法军约100人，死伤14人。这是自第一次鸦片战争以来，清军取得的最大一次胜利。获胜的重要原因之一，是清政府接受了上一次大沽作战失利的教训，加强了战备，改善了大沽的设防，增修了炮台，加固了炮台的筑垒设施，如台外设堤墙，墙内外设外壕和内壕等。在这次战斗中，障碍物起到了很大作用，使敌在第一道水濠前受阻，无法徒涉，遇堤墙不能攀登，减缓了登陆兵的进攻速度，结合以火力的大力杀伤，使敌军未能突破守军炮台。
咸丰九年六月中旬（1860年7月末），英法联军舰队已在大沽口外海域集结110艘（英舰艇70艘，法舰艇40艘）。六月十五日（8月1日），英军陆军及海军陆队11000余人（内有骑兵1000人，炮兵2000人，工兵400人）和法军6700余人，在未设防的北塘登陆。六月二十六日（8月12日），英法联军约8000人，从北塘进攻新河。新河守军为马队2000人，分两路迎击。在联军猛烈炮火轰击下，伤亡近400人，遂退至塘沽，新河失守。六月二十八日（8月14日）凌晨，联军向塘沽进攻，塘沽守军2000人，连同由新河退回的马队，共约3000余人，双方以火力激战至9时半，联军一部迂回至塘沽侧后，守军恐被围歼，全部撤至大沽口北岸炮台。塘沽为联军占领。七月初五日（8月21日）拂晓，英法联军集中野战炮及舰炮火力，猛攻北岸炮台，中炮台弹药库首先起火，炮台火力逐渐亦被制压。8时许，联军2500人在炮火支援下向石头缝炮台发起攻击。守军虽奋勇抗击，但力量悬殊，炮台被敌火摧毁，守军主将直隶提督乐善及大部守兵牺牲，其他两炮台也相继失守。这次战斗，清军伤亡近千人，英法联军伤亡400余人。僧格林沁见北岸炮台失守，认为南岸炮台也“万难守御”，即按咸丰帝“万不可寄身命于炮台”，“须带兵退守津郡”的旨意，放弃南岸炮台，率大沽口守军退去天津。大沽口要塞遂为英法侵略兵占领。
旅顺口要塞
旅顺位于辽东半岛顶端，和山东半岛的威海卫隔海相望，为京畿门户，清代北洋海军的重镇。清政府自光绪六年（1880）开始建港、设防，经过16年，耗白银巨万，陆续修建海岸、陆路炮台多座。
在旅顺口北面，从东向西有蟠桃山、大坡山、小坡山、鸡冠山、二龙山、松树山、椅子山等有利地形，呈半月形拱卫着旅顺要塞。在金州至旅顺大道的东松树山至大坡山一线，筑有半永久性炮台9座，各炮台之间沿丘陵地筑有高2米、厚1米的胸墙一道，将大道东各炮台连接起来，形成一个大堡垒群。在大道西的案子山修建东、西、低3个半永久性炮台，西炮台和低炮台之间连以胸墙，也编成一个堡垒群。东西两个堡垒群都设有较完备的弹药库、哨所。这样，旅顺口后路形成了一套完整的防御体系。
旅顺口的航道狭窄，水深6米。港内分为东西两个港湾，周围全长约10公里。冬季港水不冻。可停泊大型舰船。海湾四面环山，形势险旅顺口要塞炮台设置示意图要。在鸦片战争后，就选旅顺口作为军港，在内港东岸，建有大船坞、船舰修理厂、各种仓库和营房。为了使旅顺口成为完备的海军根据地，在战时能保障舰队的安全，所以在旅顺口建筑了要塞。这个要塞由海正面和陆正面的炮台组成。旅顺口要塞的战略地位极为重要。
海正面炮台：为了防止敌人舰艇从港口侵入，或阻止敌陆战队在港口两侧的西虎半岛或黄金山下的海岸登陆袭击海港，在海岸上构筑了10座炮台。
根据地形、射击任务和指挥的便利，将港口分为两个地区，港口以西为口西（或海西）地区，以东为口东（或海东）地区。
在口西地区：利用鸡冠山等高地，构筑老虎尾、威远、蛮子营、馒头山、城头山等5座炮台，其任务除对海面射击外，还能侧射黄金山下海岸死角和老铁山东北沿海地区，另以一部炮火对陆正面射击西港的西部地区。
在口东地区：建筑有黄金山、黄金山下、摸珠礁、老蛎嘴、老蛎嘴后等炮台，其任务除射击海面外，向西南侧射击西虎尾半岛，向东侧射击盐厂湾海岸，以防止敌人登陆。老蛎嘴高地，是海、陆正面的接合部，必须有炮台火力侧射大坡山地区。
海岸及陆路炮台共有20余座，共有各种口径火炮70门左右，炮台多为露天式，火炮多为德国制克虏伯火炮，口径12—24厘米不等。
在旅顺口西面有威远炮台，东面有黄金山炮台，隔水对峙，可以形成交叉火力，封锁港口。港口内，在长形沙地上建有老虎尾炮台，可以炮火纵射港口，临战时并在港口外设置水雷，使其在炮火掩护下，构成严密的封锁线。
海正面炮台：在光绪六年（1880）开始兴建，光绪十二年（1886）完成。到甲午战争时，又在西虎尾半岛增筑3座炮台，在老蛎嘴地区增筑番岛1座炮台，还在各旧炮台上加筑了大小炮台几十座，所以旅顺口海正面火网比较周密。
陆正面炮台：考虑敌人可能在辽东半岛离港口较远的地方登陆，从陆上袭击旅顺口，所以又构筑了陆正面防御的炮台。对炮台位置的选择，是根据地形特点和当时火炮的射程来决定的。当时假定围攻火炮的射程5—6公里，其围攻火炮可能配置在离炮台线外约3公里的地方，则炮台线以旅顺东港为轴心，采取4公里的半径作一弧线，沿线上正是椅子山、松树山、二龙山、大坡山等高地，在这一线上构筑炮台，就能掩护城市和港湾，不受攻城炮火的危害。因此，从光绪十五年（1889）起到中日战争前就在这一线上构筑了12座炮台。
在椅子山一带高地，构筑有椅子山、案子山、测量台等炮台，这些炮台在旅顺西北形成了一个大支撑点，它又控制西港西北地区，并和松树山炮台火力形成交叉，封锁龙河谷地，还可侧射水师营地区。
在二龙山、东鸡冠山到大坡山一带高地，共建有7座炮台，这些炮台可控制旅顺东面地区。
甲午战争发生后，在炮台沿线高地上，临时又增筑了许多炮台。
从上述炮台配置情况来看，海正面宽约10公里，有10座炮台，共配置40多门口径为14—24厘米新式火炮，在20公里的陆正面上，也只有10座炮台，而配炮还不足40门。同时，西北正面地形复杂，炮台数较少，西港西部地区未构筑炮台。所以海正面防御设施较强，陆正面较弱，而其西部更弱。
旅顺口的炮台多为明炮台，炮台主要包括炮位和营房两个部分。
炮位是露天的，基础用条石砌成，炮位四周墙壁是用三合土打筑的，在两炮位中间有隔堆，当敌一发炮弹命中炮台时，不会同时毁坏两个炮位。隔堆有空心和实心两种，在空心隔堆中，建有零件房、弹药库；实心隔堆，只是一个土堆，在炮位四周墙壁内，设有子弹库、火药库和人员掩蔽室。
营房在炮位附近，其地基多深入地下，可避免敌炮射击，有道路和炮座相通。营房内有官房、兵房、厨房、电话房和各种库房等，其四周有围墙，墙设有营门直通马路。
这种炮台的自卫设备和掩护设备都不十分坚固。但中日战争中，日本海军几次试图攻击旅大要塞，由于设防周密，均被清守塞部队击退。于是日军以其第二军（辖两个师、一个旅，约25000人）改在没有设防的辽宁海岸的花园口登陆，企图从陆路攻占旅大要塞，占领辽东半岛，控制渤海湾。
日军由花园口.登陆后，相继攻占金州和大连，开始向旅顺口进攻。当日军进攻旅顺口时，驻防旅顺的清军马、步、炮队共23营，约12000多人。在爱国将领徐邦道率领下，以5000兵马，在土城子（金州至旅顺之间）阻击、伏击敌人，与日军骑兵一个大队交战，将日军击退，但伤亡惨重，被迫撤退。上城子阻击战后，清军退回旅顺。日军遂分兵两路南进逼旅顺口。由于日军先占领要塞陆正面炮台，成陆、海夹击之势，且清军战斗力差，没有坚守决心，所以要塞轻易为日军攻克。
威海卫要塞
威海卫在山东半岛北端，在明代就是海防要地，筑有卫城，外洋轮船多在此停泊。清政府建设北洋海军时，除旅顺口外，又选定此处为军港，港内未建船坞和修理厂，不能大规模修理舰船，但便于海军训练，所以北洋海军舰队停泊在这里的时间较多。
清光绪十一年（1885）在这里建筑要塞，用以掩护军港，防止敌舰袭击，要塞由海正面和陆正面的炮台组成，共有13座炮台。
海正面炮台：威海卫港湾长约20余公里，正处港口中，离海岸4公里处有刘公岛和日岛，是海口的天然屏障。刘公岛较大，将海口分为南口和北口，南口海面较宽，水深不过5米，北口较窄，水深约10米以上，可以通行大型舰船。北洋海军常驻泊港内。在海正面设置有海岸炮台和海岛炮台。在港口南北两岸，利用向海面倾斜的地形，构筑了6座炮台，南岸是皂埠嘴、鹿角嘴、龙庙嘴等3座炮台；北岸是北山嘴、黄泥沟、祭祀台3座炮台。南北两岸相距7公里，可构成交叉火力，封锁南北两港口。又在刘公岛和日岛设置炮台，刘公岛东边的东风扫滩炮台可与日岛及南岸炮台构成交叉火力，封锁港湾南口；刘公岛西面的黄岛炮台可结合北岸炮台，构成交叉火力，封锁港湾北口。
陆正面炮台：为了掩护南北两岸海岸炮台的侧后方，控制交通要道，防止敌从陆正面袭击，在南岸陆正面设置所前岭、扬风岭等两座炮台，在北面陆正面设置合庆滩、老姆顶等两座炮台。
此外，还设置有火药、子弹、军械等库房，并在南北两岸都建有水雷营和电厂，储备了大量水雷和水中障碍材料。
从威海卫要塞各炮台的配置情况来看，刘公岛和南、北两岸都构成了支撑点，可以独立进行战斗，并能以火力相互支援，特别是海正面，不但火力较强，而且还设置了水雷等障碍物。
威海卫各炮台的类型和结构：基本上可分为“八卦式”明炮台和地阱暗炮台两种。
八卦式明炮台的炮座成八边形，每边长约3.8米，高约2米，用三合土打筑而成，较圆形的施工方便。这种炮台包括炮位和营房两部分。在北山嘴和祭祀台两炮台，都利用山嘴的山坡构筑了三层“八卦”式明炮台，对海面构成了三重火力。
地阱暗炮台，是挖深地基，构成圆形地井，井内设置地阱炮。但火炮发射时，装上炮弹，用力摇动轮机，使炮上升，可旋转高低瞄准，射击后，利用火炮的后座力，使炮落下。从远处观望，只能见山，看不见台，也发现不了炮位，可出敌不意地炮击敌舰。地阱炮座之间，设有隔堆，构成暗道。炮座旁设有火药库、子弹房、官所、兵房、粮库、水柜房、锅炉房和厨房等。
在刘公岛西面的黄岛炮台及日岛炮台，都建筑有地阱暗炮台，各配置两门阿姆斯特朗地阱炮。
甲午战争开始后，为加强威海要塞的防御能力，又增修了炮台多座。南岸增筑了莲子顶、摩天岭2座，北岸增筑了棉花山、东里夼、远遥墩、遥了墩、柴峰顶、佛顶山6座，刘公岛增筑了东泓、迎门洞、旗顶山、公所后4座，火炮也增至160多门。还以木栅、铁链、水雷等堵塞了南北两海口。
