战争的乌云笼罩着中国南海，关天培率领广大士兵进入一级战备状态。他们壁垒森严，严阵以待。虎门内外炮台战船，三千余名官兵磨刀擦枪，随时准备战斗。尖沙嘴、官涌山附近八百多士兵扼守着山梁，严防敌人的侵犯。关天培见敌人来犯之势，便和林则徐商量退敌之策，根据敌我力量及优劣比较，决定采取“以守为战，以逸待劳”的战略战术，固守虎门。为了进一步加强虎门的防御力量，在虎门又增置二三百门大炮，随时准备消灭来犯之敌。
英国侵略者又北上侵犯时，关天培和林则徐在广州则寻找机会，打击留在广东的侵略者。
当英国侵略者攻占了定海的消息传到广东后，留在广东海面的英军也蠢蠢欲动。8月19日，英国侵略军在士密指挥下，乘“进取”号等舰出其不意地偷袭关闸炮台。中国官兵进行英勇还击，但由于敌强我弱，损失较大，敌人占领炮台，轰毁关闸界墙后，又把炮台大炮的火门给塞住，并放火烧了棚房，然后趁潮而去。
侵略者的行动引起了中国官兵的极大愤怒，关天培和林则徐商议，决定派广东水师舰船追敌船至外洋，给英军以打击。
关天培先派少量水师舰船到外洋侦察英军舰船的去向，发现英舰都聚结在磨刀外洋，关天培和林则徐制定了水师合剿英军于磨刀洋的作战方案。
8月28日，水师舰船都在沙角等待命令，关天培和林则徐来到沙角，给士兵们作了战前总动员。只见关天培慷慨激昂地说道：
“士兵们，英国侵略军已经打到我们的家门了，他们占领定海还不满足，还想侵吞我们广州，我们能答应吗？不，决不能答应。只要我广大水师在，决不能让侵略者踏进广东半步！”
士兵们群情激奋，高声呼喊着，个个摩拳擦掌，准备狠狠地打击侵略者。广大水师开始出洋作战了。
31日，出洋水师在冷水角看见一只英军火轮船驶进龙鼓海面，当即派出兵勇跟踪追击，英军火轮船腰部被炮火击中，仓皇逃跑。不久，在龙穴西南海面发现一艘英舰，在东面还有4艘英舰和舢板船5只，水师急忙转舵，赴向龙穴。双方在矾石洋上相遇，炮战开始了。水师首先向英舰“架历”号开炮。只听得“轰”的一声巨响，“架历”号的头鼻被打坏，舰上的敌人嚎叫着，滚落大海。“架历”号的炮弹已经用尽，水师官兵正想夺下此舰，其他英舰慌忙赶来拼死救援，师船只好舍去“架历”号，进行回击。战斗一直进行到天黑，这次海战，英舰受创不轻，有数十名英军被击毙，使英国侵略者受到了沉重的打击。
1840年11月29日，清朝新派的钦差大臣、署两广总督琦善到达广州，英国侵略者的舰船又返回广东海面，虎门口外，战云密布。侵略者在广东海面上耀武扬威，目的是想威胁琦善，让他在和谈中做出更大的让步。而琦善早已被侵略者的“虎威”吓坏了，一到广州，根据皇帝“勿起边衅”的旨意斥责广东水师的正当防卫行为，派人向英军道歉，并且到处散布抵抗无用的论调。很显然，这是对正在摩拳擦掌积极备战的广东水师的沉重打击。同时还下令关天培裁去水师兵船三分之二，遣散全部水勇，毁掉虎门的排练和暗桩等海口防御工事。关天培接到琦善的命令后，看到自己多年来苦心经营日夜守卫的防御工事即将毁于一旦，和自己并肩作战、屡立战功的水勇就要离去，心情非常痛苦。他想到：如果执行琦善的命令，今后敌人来犯，虎门将无要可守，也没有多少可以打仗的兵了。想到这里，他决定到钦差大人的府邸，请求琦善收回成命。
关天培来到琦善的府邸，这位年逾花甲的老将为了祖国，为了民族，在琦善面前跪下千金之躯，眼含泪水地请求道：
“钦差大人，虎门的设施不能拆，水师兵船不能裁，水勇不能散啊！这些英国洋鬼子出尔反尔，虽然可以暂时和您议和，但随时都可能用武力攻打我们，到那时，我们凭什么还击呀！那时，人为刀俎，我为鱼肉，只好任人宰割了。钦差大人，下官求您收回成命，和我们共同抗击英军，那么，和谈也会有后盾啊！”
琦善听了关天培的话，很恼火，他大声呵斥关天培，说道：
“都是你们这些好战之徒，惹怒了洋人，给皇帝招来麻烦。你们不认真思过，还要求再战，简直是岂有此理！”
关天培见善琦不答应，苦苦地求着，琦善愤愤地站起来，说道：
“你是钦差大臣，还是我是钦差大臣，难道还让我听你的吗？”
说罢，拂袖而去。关天培也强压着怒火，回官署去了。
琦善对侵略者卑躬屈膝，一味地退让。他让英国人到虎门内察看地形，探测内河等，使虎门设施完全暴露在敌人面前。关天培率领剩下的水师官兵日夜坚守着阵地，准备随时与敌人同归于尽。
1840年8月19日，关天培指挥广东水师官兵在狮子洋上开始大规模的联合演习，试放各类火炮，抛掷火球火罐，以及演练爬桅跳船各种技能。整整两天，关天培特邀两广总督林则徐亲加校阅。看完演习后林则徐对广东水师的高昂士气十分满意。第二天他写信给广东巡抚怡良说：（广东水师）“每日皆阅两操，若以纪律绳之，未必尽合，然争先向往之慨，似亦足张我军。且由桅上过船，较之缒而登者，奚啻霄壤！毕竟澎海人习于帆樯之技，或可使英贼胆寒也”。此时的广东水师已是上下一心，严阵以待。
英军主力北上后，在整个7月中，广东没有发生战斗。双方的军队在紧张对峙的气氛中谨慎地避开了正面冲突。到8月，随着北上英军攻占浙江定海的消息传开，留在广东海面的英军也蠢蠢欲动，他们抢劫海盐船，劫杀渔民。对此关天培指挥广东水师进行了坚决的回击，因此而爆发了关闸和矾石之战，这是英军封锁广东海口以来两次主要战斗，中英双方各有胜负。
关闸之战：8月6日晚清军抓捕了违规入境的英国人士担顿。8月19日中午，封锁广东海面的英军以此为由偷袭了关闸炮台。关闸是香山县前山通往澳门的陆路莲花径的一座关门，安设大小炮27门。英军首先集中舰上大炮轰击炮台。炮台守军在开炮迎击时，闸内闸外官兵也一齐赶来支援。关天培在收到报告的同时，一方面急令广东水师驻防前山一带的香山协师八只船援助，另一方面命令惠州协师船在隔岸开炮攻打英军。但是，由于武器质量低劣，清兵大炮的射程大都不够，打不到英舰。炮战一小时后，英军压制住了清军炮台火力，380名英军分乘舢板登岸，占领关闸炮台。他们将安在关闸的大炮倒回炮口点放，攻打关闸，轰毁关闸界墙。又钉塞炮台大炮的火门，放火焚毁棚房和帐篷；并搬走大炮数尊，趁潮退撤去。
矾石之战：8月31日，广东水师的舰船在冷水角发现英军火轮船一只驶入龙鼓海面。为打击英军的嚣张气焰，关天培当即派出兵勇乘坐快船跟踪并开炮射击。英军火轮船被我炮火击中腰部后逃去。不久，关天培又接到探报，龙穴西南海面又发现英舰一艘，其东还有英舰4艘，舢板船5只。关天培遂指挥水师转舵直趋龙穴。不久，在矾石洋面追上英舰，双方展开炮战。到天黑时，英舰随潮南窜败落。这两次军事冲突显示了大战的阴云已经愈来愈近了。
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