第一次大沽口之战失败之后，英法联军兵锋直指津、京，对清廷震动极大，清廷战后命令科尔沁亲王僧格林沁会同礼部尚书瑞麟(署理直隶总督)前往天津整饬海口防务，瑞麟奏请重新恢复直隶海口水师，同时在海口设置障碍，排列三道拦河铁链，配置铁戗，安设木栅，连成巨筏，阻拦敌舰闯入。

　　僧格林沁还着重加强了大沽口炮台的建设，经过重建，海口南北岸的炮台由原来的四座增加到七座，安装岸炮64门;另在北岸石头鏠地方新建炮台一座，作为后路策应。炮台周围均筑坚固堤墙，包挖壕沟，竖立木栅，加强防护。

　　第二次大沽口之战时，英舰共20艘，其中蒸汽巡洋舰1艘(舰炮51门，舰员520人)、蒸汽护卫舰1艘、蒸汽炮舰2艘、浅水蒸汽炮艇14艘、蒸汽运兵船2艘;法舰2艘，其中蒸汽巡洋舰和浅水蒸汽炮艇各1艘。直接参战的为英浅水蒸汽炮艇11艘、法舰1艘，登陆部队共660余名。另有“托依旺”号等美国舰艇随同行动。

　　1859年6月25日，联军舰队从黎明即开始行动，直到下午14时才拆除了海口铁戗和木栅。清军岸防部队全部隐蔽和进行了伪装。曾参加过此次激战的英军士兵说：“所有炮台像怪物似地沉睡在沙岸上，听不到它们的一点声音，也看不到什么旗帜。”

　　15时许，新任联军海军司令、英国海军少将贺布命令舰队航进，展开攻击，“然而一下子，就象变魔术似的，所有本来掩护着炮台大炮的草席都卷了起来，顷刻之间全部大炮一齐开火。”清军岸炮猛烈而又准确，不多时即有多艘攻击船只被击中，人员死伤越来越多，贺布本人也负了伤。激战到16时，联军的参战舰艇全被击伤，旗舰“鸻鸟”号被击毁，炮艇“茶隼”号和“庇护”号被击沉，“鸬鹚”号等炮艇先是搁浅，后又被击毁。

　　美舰“托依旺”号等舰艇也投入战斗，美舰队司令达底那海军准将呼喊着“血浓于水”直接参战。17时，身负重伤的贺布下达登陆命令，结果又陷于失败，经过一昼夜激战，联军遭到惨败，参战的13艘舰艇中，有六艘丧失战斗力，四艘被击毁击沉，英军死伤578人，法军死伤14人，最后联军撤退到杭州湾。