陆战队首先在西北炮台（石头缝炮台群）打响，2900多名八国联军集体向这座炮台发动冲锋。联军斯坦科维奇中尉等人身先士卒，率领俄军部队965人作为第一波冲向了石头缝炮台群的大门，想将其炸开。出人意料的是，守军一个连的火力竟然如此强烈，前去炸门的俄军一连阵亡了十多人。俄军指挥官斯坦科维奇中尉急了，挥舞着手枪，督促俄军冲上去。俄军站起身，猫着腰，端着枪散开来向炮台快速逼近。接近炮台时，一阵机关炮声响起，步枪、轻重机枪也忙着向俄军招呼，俄军倒下了一百多人，斯坦科维奇中尉忙带兵向后撤去。中尉刚转身，屁股像被啥子狠咬一口，中尉一个趔趄就要倒地，身旁一名俄军眼疾手快，一把扶住他向后拼命逃去。这当儿，日军指挥官葛冈上尉指挥850名日军支援上来。葛冈带来了两门克式70毫米野炮，先对太平军炮台群战壕、营垒轰击，然后才让步兵成散兵队形冲锋。经激战，日军不但没有攻下炮台群，带队攻击的副指挥官服部上尉也被击毙。日、俄两军与太平军成胶着状。意大利谭克中尉见状，指挥230名德军、150名奥匈军和75名拉着三门克虏伯75毫米山炮上来了。德军用三门克虏伯75毫米山炮压制了太平军二个小炮台的炮火，日军两门克式70毫米野炮炸飞了太平军一挺重机枪，联军陆战队嗷嗷叫着再次冲了上去。虽然不断有人中弹倒下，联军还是冲到了炮台群大门，堆上了炸药，一声巨响，大门被炸开，硝烟散去后，联军傻眼了，一群太平军敢死队从炮台群中冲了出来，与联军展开肉搏，前方俄、日、德、奥、意的部队竟然不支退了下来。雨果·菲尔德上尉忙督促哈特托里上尉的630名英军冲上去增援。哈特托里上尉却并未令英军立即出击，而是先使用了马克沁重机枪向前方战场扫射，一些太平军战士和联军士兵一起都被马克沁重机枪的疯狂扫射击倒，铁青着脸的雨果·菲尔德上尉正要冲哈特托里发飙，哈特托里拔出手枪，亲自带队发起攻击。太平军退回炮台群，凭战壕和营垒封锁大门前的道路。在这紧要关头，太平军天津县大队突然袭击联军陆战队炮兵阵地，炸毁了联军陆战队所有大炮，县大队在英军马克沁重机枪扫射下，也伤亡了三分之一，太平军天津县地方部队各乡中队、村小队也赶来助战，一时双方打成胶着状态。
陆战正打得激烈，海上英国军舰“声誉”号被太平军鱼雷艇击沉，“鳕鱼”号中弹起火，逃向联军主力舰队。联军分舰队伤亡惨重，残余舰只不得已向先遣舰队靠拢。联军陆战队失去了海上支援和弹药输送。半日后，英军携带马克沁重机枪的子弹用完，太平军的轻、重机枪、各型火炮给陆战队造成了巨大伤亡。入夜后，太平军地方部队开展夜袭，英军三挺马克沁重机枪被缴获，陆战队稀里糊涂地又死了好些人。1900年6月18日上午，雨果·菲尔德上尉带着1000多名缺弹少粮的掺杂着伤兵病号的陆战队员向海边撤退。当天下午，天降大雨，联军陆战队员们又饥又渴，一身泥泞，大家正用各种器皿接雨水喝呢，一阵枪炮声传来，太平军石头缝炮台群指挥部抽出一支五十人的攻击分队与天津县地方部队一道，袭击了海边泥泞中的联军陆战队们。联军陆战队只有少量步枪子弹，只得发起密集冲锋，妄图近战肉搏。太平军可不给他们这个机会，各种火器一齐开火，联军陆战队员们成批倒下，雨果·菲尔德上尉捂着被子弹擦伤的脸下达了投降的命令。最后，包括负伤、生病的在内，九百多名联军陆战队员放下武器做了太平军的俘虏，其中，斯坦科维奇中尉沮丧地趴在担架上被太平军送往医院。
1900年6月18日下午，在海军陆战队投降太平军之时，联军停在海河口的三十多艘吃水浅的小型战舰正在一起冲击海河口，冒着太平军炮火撤除障碍物、清除水雷。足足忙活了五天，在付出被击沉七、八艘战舰，触雷沉没四艘战舰，重伤五艘战舰的代价下，终于撤除大部分障碍、水雷，冲进海河，与太平军各炮台群展开炮战。太平军要塞总指挥部所属水军也加入炮击。炮战一小时后，联军被炮台群击沉三艘军舰，近海浅水重炮舰击沉两艘军舰，鱼雷艇击沉一艘军舰，四艘军舰重伤，联军伤亡二千多人；太平军被击沉一艘浅水重炮舰、二艘海巡船、二艘鱼雷艇，一艘浅水重炮舰重伤；炮台群七门305毫米、六门280毫米岸防炮、四门220毫米城防炮、十二门40毫米小口径机关炮被击毁，石头缝炮台群被打残，亲自操炮的总指挥罗荣光负重伤，要塞部队伤亡二千余人、海岸警备部队伤亡三百多人。一个半小时后，残存联军舰船退出海河。