儘管奕山的謊言騙住了道光帝，但卻沒有騙過他的鄰居、督閩的顏伯燾。當英軍的艦隊乘風而至時，顏伯燾在廈門正嚴陣以待。
顏伯燾，廣東連平人，世代官宦，祖父和父親，都是清朝一二品大員。他1814年中進士，入翰林院，散館後充編修等職。1822年，放外任，授陝西延榆綏道，後歷陝西督糧道、陝西按察使、甘肅布政使、直隸布政使等職。曾在平定張格爾之役中辦理軍需、報銷等事務，獲得道光帝的好評。
1837年，顏伯燾遷雲南巡撫，隸於雲南總督伊裡布。1839年伊裡布改兩江，他曾一度兼署雲貴總督。1840年9月，道光帝罷免鄧廷楨，手中已無大將，便調出顏伯燾來執掌閩浙。
顏伯燾奉旨後，立即進京請訓，三日之內，五蒙召見，「荷誨之周詳，實銘心刻骨」。道光帝對他也頗抱希望，在其謝恩折上硃批：「一切俱應認真整頓，勉力而行，以副委任。」
從顏氏的一生來看，他似乎算不上什麼傑出人物，為政不過平常。但在王朝政治中，聖上的隆恩，也確實會激起臣下報答的狂熱。他尚未到任時，就做出了一件令人刮目相看的事。
1841年初，顏伯燾在赴任途中經過常州、杭州，分別會見了江蘇巡撫裕謙和浙江巡撫劉韻珂。英軍久據定海，伊裡布按兵不動，激起他的憤怒。於是，他與劉韻珂聯名上奏，要求啟用林則徐，「會同伊裡布籌辦一應攻剿事宜」。 伊裡布是顏伯燾在雲南多年的上司，顏氏這種翻臉不認老長官的做法，不太合乎當時官場的規矩，但表露出其心中的王朝利益與個人恩怨的輕重。
1841年2月17日，顏伯燾來到福州任所，稍作布置後，便根據道光帝的旨意，前往泉州，部署防務。 然而，他此時敏銳地感覺到廈門的特殊地位，竟將全省事務破例地交由已委新職的福建巡撫代拆代行， 他本人全身心地投入到廈門的防衛建設中去了。
廈門位於福建的南部，是一個罕見的天然良港，北距歷史上有名的國際大港泉州僅80公里。清取代明後，泉州衰敗了，廈門異軍突起，一度成為清朝對外開放的通商口岸之一。即使清政府對外封閉廈門後，其航運業、造船業，因與台灣的商貿關係而得以維持和發展。至於民間航運業主和商人，與東南亞、日本等地的經貿往來，從未間斷。他們的商業勇氣和航海經驗，在當時的中國出類拔萃，使得這個幾乎只出石頭的地方，形成了繁華的市面。可以說，在鴉片戰爭前，廈門是僅次於上海（國內貿易為主）和廣州（國際貿易為主）的中國第三大航運業中心，成為英方所謀求的通商口岸。
就軍事而言，由於清朝對台灣鄭氏、三藩耿氏的戰爭，以及連綿不斷地平定海盜的戰事，廈門的地位十分彰顯。清朝第一支大型海上武裝力量的指揮部——福建水師提督衙署，便設在此地。廈門及其附近駐有水師提標共計五營4300人。
正如長得太快的嬰兒，衣服往往跟不上趟，廈門雖只是一個面積僅有109平方公里的島嶼，非府非州非縣，行政區划上隸屬於同安縣（今天正好相反，同安正為廈門市的屬縣）；但清政府卻派興泉永道（管理興化府、泉州府、永春州）駐此，並以泉州府的同知在此開署，直接治理此地，稱廈門海防同知。同安知縣為正七品，廈防同知為正五品，廈門地屬同安而地方官品秩高於同安，這正是太大的身軀需要相應的衣裳。事實上，同安知縣一直管不了這一區域。從這個意義上講，廈門很早便是「特區」。
1841年3月2日，顏伯燾抵達廈門。他雖不會有近代國際經貿的眼光，從航運業、商業的繁榮，看到英方覬覦廈門的深層因素；但是，1840年7月和8月的兩次廈門之戰， 以及從廣東傳來的英方欲辟廈門為通商口岸的流言，使他直觀地感到此地將來必有一戰。於是，他決計親駐此地，部署防務。在他和興泉永道劉耀椿、新任水師提督竇振彪三位大員的操辦下，廈門從此開始了史無前例的規制宏大的防禦工程的建設。
在鴉片戰爭前，廈門的防禦工事微不足道，近乎於零。在廈門島的南岸，有一座炮台，俗稱「大炮台」，但僅「大」到平時守兵25名，該島西北部的高崎炮台，平時守兵30名，該島東南部的黃厝炮台，平時守兵只有1名。 第一次廈門之戰後，鄧廷楨加強廈門島的防禦，在廈門島南岸、鼓浪嶼、海澄縣（今屬龍海縣）嶼仔尾，緊急修建炮墩（即沙袋炮台）， 共安設火炮268位，在廈門島南岸一帶部署防兵1600餘名，另雇勇1300餘名協防。 鄧廷楨的這些措施，無疑強化了廈門的防禦。
可是，顏伯燾對此並不滿意，他喜歡的是大手筆。
鄧廷楨等人督建的炮墩，瀕海豎立已達半年，這種臨時性的工事，經風雨海潮沖刷，「沙囊久則腐散」。顏伯燾乾脆將之拆除，另開新張。
花崗岩是當時世界上最結實的建築材料，福建南部又是其著名的產地。顏伯燾以花崗岩代替沙袋，在廈門島南岸（今廈門大學一帶），用世界上最結實的材料構築當時中國最堅固的線式永久性炮兵工事——石壁。
據顏伯燾的奏摺，石壁長約1.6公里，高3.3米，厚2.6米，每隔16米留一炮洞，共安設大炮100位。為了防止英艦炮火擊中石壁炸起飛石傷及守軍，在石壁的外側，護以泥土，取「以柔克剛」之意。石壁之後，建有兵房，供守軍棲居；而在石壁、兵房的側後，又建有圍牆，作為防護。
英軍的一名軍事工程師，戰後考察石壁的結構，對它的防炮能力和堅固程度作了很高的評價。他還在其著作中對石壁作了繪圖，使我們今天可以很清楚地看到這種工事的內部構造。 另一名英軍軍官，對石壁防炮能力的評論，頗具文學色彩：「就憑所以使炮台堅固的方法，即使大船放炮放到世界末日，對守衛炮台的人也極可能沒有實際的傷害。」 儘管石壁仍有其缺陷，但就其堅固程度和防炮能力而言，確實在當時的中國無與倫比。
除石壁主陣地外，顏伯燾又在石壁以東以西、鼓浪嶼島、嶼仔尾，興建了多座炮台，使廈門島南岸、鼓浪嶼、嶼仔尾三處各炮兵陣地共279位火炮，形成了三點交叉火力網，迎擊由廈門南水道入犯的敵寇。根據沙角之戰的教訓（情報不確切，後將分析），顏伯燾在廈門島的北岸和東岸，部署防兵1410名，配置火炮100位，準備與敵登陸部隊交戰，掩護廈門島南岸主陣地的安全。
為了防止英軍以小船從廈門北水道，繞行攻擊廈門西水道（即篔簹內港），顏伯燾又在廈門島西北角的高崎一帶，派駐哨船10艘，兵丁300名，護衛西水道。 （以上地理形勢及軍事部署可參見圖六）
大約到了1841年4月底，顏伯燾大體完成了以上部署，仍覺得不滿足。於是，他決定擴大防禦範圍，在廈門南水道的外圍島鏈設防，禦敵於國門之外。
廈門島的外側是大、小金門島，清軍亦設有金門鎮，在此防禦。金門島以南，有大擔、二擔、青嶼、浯嶼諸小島，如同一條鏈條，扼守廈門南水道。顏伯燾在上述四島上建造起「石堡」，即圓型石築炮台，移清軍一營分駐。又由於上述各島相距較遠，當時的火炮射程有限，難以形成可配合作戰的交叉火力，顏伯壽又興建大型戰船，協同各島共同禦敵。對此，他的作戰預案是：英軍艦船若從外海闖入廈門南水道，外圍島鏈「各島開炮，則大船亦開炮迎擊，小船分駛焚攻」，從外圍就擊退來犯之敵。
到了1841年8月廈門之戰前，顏伯燾已完成在外圍島鏈各島上的「石堡」工事，並建造大型戰船、置辦商船共50艘。但「石堡」及戰船所需的1300位火炮尚未鑄就，結果是「空台空船」，顏伯燾的外圍決戰方案只得放棄。
通過以上措施，顏伯燾在廈門一帶共安設了400位以上的岸炮，部署了5680名守軍；在清軍無力設防的地區，另雇勇9274名，各保地方。可以說，廈門已經成為清王朝疆域內最強大的海防要塞之一。
如此不厭其詳地敘說顏伯燾的種種籌防措施，目的在於洗白後來某些論著中對顏氏的不利評論。我們從顏伯燾的上述表現中可以判定，他已竭盡其智力、能力、權力、財力，確實不遺餘力。就當時的條件而言，他已無可指責。
當然，世界上的一切事情均取決於兩大因素：一是時間，一是金錢。
就前者而言，從顏伯燾到任至開戰，將近有半年的時間，他比琦善、伊裡布、楊芳、奕山等人要從容得多。
就後者而言，與苛儉的道光帝相反，顏伯燾是個花錢能手，用起銀子來如同流水一般。
1840年初鄧廷楨出任閩浙總督時，為加強沿海巡緝，捉拿鴉片走私犯，動用泉州、漳州庫銀1.5萬兩。鴉片戰爭開始後，調派防兵、修築工事，在在需要經費。鄧廷楨於1840年7月小心翼翼地上奏道光帝，請求在福建藩庫中借銀10萬兩以充軍費，將來從福建官員的養廉銀中分年扣還。道光帝批准了此項軍