公元1900年6月中旬，正值義和團運動高潮，列強集結軍隊準備保護位于北京東交民巷的使館區。
當時，清政府還在猶豫要不要支持義和團——義和團雖然可以用來共同抵抗洋人，但畢竟是不受控的非政府組織。
列強聯軍為了在華北立住腳，決定占領大沽口炮臺，甚至命令中國軍隊在17日凌晨2點前交出大沽口。只有美國少將路易斯·肯普弗不想得罪清政府，僅同意將一艘老舊的美國炮艦“莫諾卡西”停在炮臺附近，給附近市民避難用。
對聯軍的要求，總兵羅榮光斷然拒絕，一把奪過“通牒”撕成兩半，摔在地上，大聲喝令守軍把洋人趕出議事廳。
羅榮光其實還有一層身份——新任新疆喀什噶爾提督。但他鎮守大沽已有24年了，他相信自己最適合這一重任，決定站完最后一班崗，已經奏請留任。
1888年，在他經營下的大沽口炮臺就被醇親王譽為“天下第一海防”，他也因此晉升為直隸天津鎮總兵。總兵衙門和炮臺很近，羅榮光常常住在南炮臺，平時也和士卒同食同衣，清晨就騎馬親自教習軍隊，所以在軍中威望很高。
這一戰，他安排副將韓照琦指揮海字炮臺，營官卞長勝指揮南灘炮臺，管帶封得勝指揮北岸左營、副左營兩座炮臺。
雖然聯軍總計2萬人，但海河寬僅200碼，包括非戰斗的“莫諾卡西”只有十艘船、900人可以通過參與到攻打四座炮臺的戰斗中。而炮臺附近的守軍卻是數艘現代炮艦和士兵、水手大約2,000人。清軍早在15日就做好了戰斗準備，在這一帶埋下水雷。
16日，聯軍戰艦駛入海河。
17日凌晨，戰斗打響。至于誰先開的炮，雙方記載相反，都說是對方先動的手。
聯軍這邊首先遭到重創的是燃起大火的俄國炮艦“朝鮮人號”。
“莫諾卡西”號雖然遠離戰斗又有軍官保護，但船頭也挨了一炮，雖然沒有傷到人，但船長也就意識到自己的處境還不夠安全，很快轉移了。
清軍炮臺射擊精準，還擊中了英皇家海軍“鱈魚號”、德海軍戰艦“白鼬號”、法艦“獅子號”；聯軍最大的兵艦是俄軍的“機略克號”，它為了方便隊友作戰而打開探照燈，也因此暴露了目標。它自16日上午入海后即橫沖直撞，俄水兵上岸后更是作惡多端，百姓恨之入骨，怒罵該艦是“虎狼”“一只虎”。本來清軍可以亂炮齊發，但為了避免傷及無辜民房，羅榮光親自操炮，打爆了“虎狼”的彈藥艙和烤爐，實在大快人心，現在塘沽還流傳著這件佳話，就是到了本朝的敏感時期，也還有《炮打一只虎》的連環畫流傳；但該艦的彈藥庫沒有爆炸，只燒死了士兵5人，燒傷38人。
“朝鮮人號”“被彈擊穿其身，現出五孔，亦被火焚”，戰死兩名軍官、九名水兵，二十人受傷；“白鼬號”中彈18顆，甲板被擊毀，艦長重傷；“獅子號”被擊中起火，47人受傷，1人斃命。
當時清軍還有“海龍”“海犀”“海青”“海華”四艘現代德國造魚雷艇，如果投入戰斗，對聯軍是不小的威脅。但是令人費解的是，當時它們并不在戰斗狀態，而是閑著停在碼頭，據說正在維修！
在英軍上尉科林·麥肯濟和羅杰·凱耶斯指揮下，魚雷艇“鱈魚號”“名譽號”各拖著一艘載10人的捕鯨船就沖殺登上了這四艘魚雷艇，清軍僅作了微弱的抵抗就逃跑了，“海華”艦管帶饒鳴衢陣亡。北洋海軍最大的巡洋艦、排水量三千噸、有22門大炮的“海容”號也一并淪陷。
轉瞬之間，這些大殺器還沒有為大清出過力，就成了對方的了。
大沽口的布防簡陋落后而且都著眼于海面防御，而陸地防御不足，沒有工事，“該堡壘均系硬土筑造，前面僅有一無堤之溝道，在華人視為最佳之預備，在聯軍視為無用之藩籬”。接近拂曉時，聯軍集中所有船員從地面攻打西北的左營炮臺。200名俄、奧軍隊帶路，380名英、意軍隊跟隨，300名日軍在后。在這當口，清軍的左營彈藥庫被打爆了，封得勝陣亡；在一片混亂中，日軍攻占了炮臺。隨后北炮臺也就是副左營炮臺因為孤立無援，也很快被英、意軍攻占。
現在不僅魚雷艇，連炮臺也成了對方的了，海河南岸的炮臺壓力驟增；盡管日本海軍陸戰隊指揮官服部雄吉中佐等也被擊斃，但原本僵持的炮戰眼看也僵持不下去了。
在聯軍轟擊下，南岸的清軍副營彈藥庫及副左營彈藥庫也先后炸了，聯軍3艘軍艦駛向燕子窩，迫近中營主炮臺。主炮臺因大炮位置過高，無法回擊近距離的敵人。羅榮光命營官李忠成率兵用南營門小炮還擊，擊傷敵艦一艘。其余敵艦只得后撤。
上午9時，炮臺彈藥已盡，韓照琦身負重傷，守軍傷亡很大，聯軍陸戰隊從海神廟船場登陸，截斷了南岸炮臺守軍的退路。
當時，大沽口與天津的電線、鐵路均被切斷；早在戰前，羅榮光在加強軍備的同時也派人飛馬去天津向直隸總督裕祿報告大沽口的緊急軍情，請求速發援兵，并密約北洋水師統領葉祖珪所部各魚雷艇做好戰備，共同作戰。葉祖珪1867年考入福建馬尾船政學堂第一期駕駛班，1871年7月第一期畢業，1876年冬天以“才具優異”出國留學，前往英國格林尼治皇家海軍學校學習，次年先上“索來克伯林”號裝甲戰列艦實習，后又調至“芬昔勃爾”號巡洋艦，歷游地中海、大西洋，“于行軍布陣及一切戰守之法無不諳練”。然而，關鍵時刻，這兩家友軍都慫了，不是壓根沒出現，就是跑了，葉祖珪甚至干脆把上面說的“海容號”交給了聯軍。
裕祿的表現更糟：先前早在16日上午，八國聯軍就派員謁見裕祿，假意說“只有四五艘艦船駛入海口，以保護天津租界各國僑商，免受義和團滋擾，并無他意”。裕祿竟然答應其要求，下令開放海口水道，讓5艘軍艦駛入；羅榮光聞訊大驚，親自去天津總督府死諫裕祿收回命令，但裕祿說木已成舟，羅榮光只能回去防守。
眼看援兵不至，身處絕境的羅榮光忍痛先殺眷屬以免其被俘受辱，自己飛馬回到主炮臺，集合殘部往北突圍，最終和隨身家仆一同壯烈殉職。
羅榮光是湖南乾州（今吉首）人，湘軍武童出身，靠鎮壓反清武裝起家；他享年六十八歲，在現在早已經是該退休的年紀了。后來，他的尸體得以歸葬鄉里。
這一戰，聯軍損失軍艦6艘，傷亡172人，一說255人。
至于清軍的傷亡，盡管學者羅伯特·B. 埃杰頓說“可能不重”，但炮臺被描述為淹沒在“血河”里；也有資料顯示清軍陣亡了成百上千人，也就是說大多守軍都隨羅榮光等殉國了。聯軍對清軍在大沽口作戰中表現出的勇氣和技能也給予了高度評價。
而清政府則完全可能對自家軍隊的戰斗力產生錯誤判斷，因為慈禧太后得到的并不是一份正確的軍報——裕祿報喜不報憂，光說清軍的戰果，壓根不提在清軍的英勇戰斗下炮臺還是失守了。
此戰過后，清政府下令軍隊抵抗外敵，也明確了要聯合義和團。17日起，裕祿指揮聶士成的武衛前軍和馬玉昆的武衛左軍圍攻天津租界區，意欲向西方列強施加壓力，迫使列強撤兵。
如果沒這出，小編差點以為裕祿同志是八國聯軍的臥底。
18日，清軍在廊坊阻擊戰中打敗了西摩爾率領的八國聯軍。
19日，清政府給使館區下了最后通牒，要外交官們在24小時內離京。外交官們擔心自身安全，拒絕離開，第二天，清軍便發兵包圍使館區……
在后面的戰斗中，大沽口炮臺始終被列強掌握。
它的淪陷，也僅僅是悲劇的開端……
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