獲報廈門失陷，裕謙馬上集合群臣，在關帝廟舉辦了拜神儀式。當然免不了要祈求關帝爺顯靈，保佑定海這裡能轉敗為勝，但最主要的環節還是帶著文武百官發誓。
裕謙的第一句話十分悲壯：「今日之事，有死而已。」接著他回憶起了他的曾祖父班弟。班弟在乾隆時曾出征準噶爾，最後一戰被圍困於伊犁，實在突不出去了，於是選擇了自殺殉國。
裕謙說：「我會跟從我的曾祖父。自我以下，凡文武將佐，敢說退守這兩個字，或者私自投降英軍的，一定明正典刑，讓他受到天譴神殛。」說這番話時，裕謙言語慷慨。定海總兵葛雲飛等人原先信心不足，時有「張皇搖惑之辭」，見裕謙做出這番表白，也大受震動，不敢再猶疑不定。
除了思想輿論上繃緊弦外，裕謙還親自部署，在定海建立了空前規模的防衛體系。
自中英爆發軍事衝突以來，從最早的九龍之戰，到最近的廈門之戰，儘管戰場逐漸內移，將領也逐漸換成了以陸戰見長的將領，但要論戰爭性質，大部分仍只能算在海戰範疇，這給包括道光在內的軍事決策者們好歹留下了一份自信，那就是海戰縱然不濟，陸戰還是有機會一決高下的。
有這份自信，人就還不會被逼得無路可走。裕謙在布陣時，基本捨棄了定海城外的島嶼，他將主要兵力全部集中於縣城區域，為的就是要轉移戰場，把他認為「不善陸戰」的英軍聚殲於陸地之上。
浙東不像閩南那樣容易找到堅硬的石頭，裕謙沒有條件築「石壁」，他打造出的是一座面積很大的「土城」。所謂「土城」，是把縣城前的空曠地帶全部用土牆圍起來，這種土牆系用泥土和石灰摻合所制，雖比不上花崗岩那樣堅不可摧，但也具有相當的牢度。
裕謙顯然對中國傳統兵法做過研究，非常懂得利用地形。他在「土城」附近的山上都建立了炮城炮台和嘹望哨，以便對進入「土城」的英軍進行俯瞰打擊，可以說該注意到的地方都注意到了。
在給道光的奏摺中，裕謙信心滿滿，說「形勝已握，人心愈固」，既佔有陸戰地利之便，軍心民氣又被鼓了起來，這仗還怕打不贏嗎？
1841年9月18日，英軍艦隊陸續集結於定海。當月26日，英艦在靠攏海岸時，遭到「土城」炮台轟擊。此後的五天內，英軍曾多次派出水兵分隊登岸，守軍也果斷出擊，予以一一擊退。
五天的首秀是很讓人得勁的，一轟就跑，一打就走，誰看著心裡都會覺得舒坦。可是大清國的官兵們並不知道，這五天其實是英軍完成火力偵察和部署的五天，真正的總攻並沒開始，更糟糕的是，由於「土城」炮台的火炮射程太近，從頭到尾也沒能對英軍造成什麼損失，反而上上下下、左左右右都被對方瞧了個仔仔細細、明明白白。
裕謙用的是冷兵器時代的傳統兵法，璞鼎查掌握的卻是以熱兵器為主的近代戰術。在那五天里，他完全搞清楚了「土城」點線結合的布局，知道土城的要害其實是山上的炮台，換句話說，只要打垮了炮台，則「土城」不攻自潰。
英軍有充裕的時間建立更好的火力制高點。他們在內港的山島上設置了野戰炮兵陣地，守軍看到了，也曾用炮火進行射擊，可惜的是根本夠不著，人家完全可以哼著小曲，定定心心地把陣地工事壘起來。
10月1日是英軍總攻開始的日子。戰鬥打響後，英軍野戰炮兵陣地率先啟動，將中方炮台上的火力予以完全壓制，緊接著英軍大部隊登陸，他們繞開「土城」，直接攻向各座土山。
在過去的五天里，定海連降大雨，守軍對火力偵察這一套又不明就裡，大動干戈的結果是把自己搞得十分疲憊，此時驟遭重擊，很快就頂不住了。負責督陣土山炮台的葛雲飛等三名主將都先後力戰而亡，後來他們被合稱為「定海三總兵」，三人至死一步不退，但仍無法挽回敗局。
英軍在付出傷亡29人的代價後，全部攻佔土山，至此「土城」已起不到任何屏障作用，定海縣城隨即失陷。
定海的一水之隔就是鎮海，親自駐防此地的裕謙眼睜睜地看著悲劇一步步上演，終於認清了一個他始終不願承認的現實，即以海戰見長的英軍不是不擅長陸戰，而是太擅長陸戰了，他們在陸戰方面的水平和能力遠在中國軍隊之上，在他們面前，無論「石壁」還是「土城」都一樣不堪一擊。
如果防守工事起不到作用，裕謙就只剩下一條路可走。當他經過讀書人聚集的學宮時，忽然對著學宮前的池子發起了愣。池子旁刻了一塊石頭，上鐫「流芳」二字，正是這兩個字觸動了裕謙的心思。
裕謙嘆息著對幕僚說：「我的曾祖父班弟是乾隆二十一年八月殉難的，現在也正好是道光二十一年八月，如此湊巧，真不是一個好兆頭，這大概就是人們所說的命！此地不錯，你們以後要記著在池旁替我收屍了。」