眼看情況萬分危急，僧格林沁拿出了他的看家絕活。早已在後方待命的一千名蒙古勇士呼嘯一聲，打馬趕到大沽南岸炮台聽命，僧格林沁將其一分為二，幾百騎兵改步兵，保護後方營壘，以防止聯軍迂迴，剩下的騎兵就地展開堵截。
在短兵相接的情況下，「步不勝騎」是近代戰爭中的一個常見現象。尤其當密密麻麻的一大群高速奔跑的蒙古馬突然出現在眼前時，缺乏思想準備的陸戰隊嚇得連肝都顫了。
至此，何伯攻取炮台的念頭全消，他只想著如何把陷於死亡邊緣的陸戰隊給救回來。聯軍艦隊奉命轉移炮口，瞄準蒙古騎兵進行射擊，但騎兵們運動的速度非常快，且無規律，而艦隊此前又未進行過相關訓練，炮彈往往落地還沒爆炸，戰馬已經嗖地一下跑另外一個地方去了，結果炮彈炸不著騎兵不說，還誤傷了自己人。
由於被水壕隔斷，陸戰隊自身也無法後退和組織齊射彈幕，在馬踢刀砍之下頓時潰不成軍。難以形容的恐懼迅速蔓延，有人一邊逃一邊大聲叫喊：「這是有規則的屠殺，我們難道跑進羊圈了嗎？就這樣任人宰割！」
這個喊叫的傢伙雖然話不多，卻代表了當時陸戰隊員的共同心聲。此次騎兵突襲也給英國人造成了巨大的心理陰影，或者說是「創傷」，英國的《泰晤士報》甚至把蒙古騎兵比喻成「吃人的妖魔」，說僧格林沁的這種打法是「不可饒恕的惡作劇」。
曾經沖在前面的陸戰隊士兵大多被蒙古騎兵們給幹掉了，反而是落在後面的撿了一條性命，登船逃回海上。
開頭看似很美好，過程卻是一片慘淡，何伯不甘心如此收場，晚上又組織了一次搶灘登陸。這次英國人是想乘僧格林沁因大勝失去戒心，從灘頭上的蘆葦叢里組織匍匐進攻，但僧格林沁幾乎就是一個「戰場之狐」，他機警得很，既沒有安安心心回家睡大覺，也沒有急著大擺慶功宴，而是緊緊地盯著前沿的動靜。
僧格林沁見英軍陸戰隊進入蘆葦叢，馬上下令發射照明彈。照明彈把陸戰隊的藏身之處照得透亮，兵勇們隨之施放槍炮，何伯智窮力竭，不得不狼狽收兵。
經過一晝夜激戰，聯軍傷亡慘重，彈藥也已耗盡，被迫撤往南方。在這場被稱為第二次大沽口之戰的戰役中，英軍沉沒四艘炮艇，兩艇受重創，英法聯軍總計傷亡四百四十八人，被當場打死九十三人，而中方一共僅陣亡了三十二人。
幾乎是一夜之間，何伯便由威風凜凜的少將，淪落為一個眼神憂鬱、鬍鬚蓬亂的可憐蟲。刻薄的英國人將他揶揄為「老實巴交的海軍司令」，就連普通水手也嘲笑他只知道「像頭西北的水牛」一樣直衝大沽炮台，結果卻使許多士兵糊裡糊塗地犧牲了生命。
毫無疑問，這是自鴉片戰爭以來中國在軍事上所取得的最重大勝利。僧格林沁的紅旗捷報傳至京城，朝野為之沸然，人人奔走相告，都說這是「二十餘年未有之快事」，中國不利的外交局面或將自此贏得轉機。咸豐更是對僧格林沁及其所部大加讚賞：「此次夷人受大創，全軍覆沒，我軍士奮勇異常，遂操全勝之算。」
打了勝仗，大家的膽子都大了起來。王公大臣們紛紛請奏，提出乘勢廢除《中英天津條約》，咸豐看到後，起初還有些躊躇不定，在硃批中寫了一句：「但不知能辦到此地步否？」繼而才頒下上諭：「該夷狂悖無禮，此次痛加剿殺，應知中國兵威，未可輕犯。」他宣布廢除《中英天津條約》，讓英國派人到上海重議。
英國人吃了虧還算計著如何找補回來呢，如何能夠接受這樣的結果？首相巴麥尊立即推動國會通過了出兵案，隨後，額爾金便被英國政府任命為全權公使。法國政府一向是跟著英國轉的，於是也同時任命葛羅為公使。1859年冬，額爾金、葛羅及其英法聯軍由印度等地會於中國海岸，開始進行遠征京津的準備。