一直到1841年10月8日，即定海失守後的第8天，道光帝收到的浙江軍報，仍是好消息（鎮海崎頭的盛嶴、雙嶴和象山的石浦擊退來敵、定海清軍初戰獲勝、裕謙率文武官員大誓死戰等情事）；他雖然因廈門戰敗而對顏伯燾大為失望，但堅信裕謙一定會給他帶來「宣威海徼」的喜訊。為此，他當日再次下旨叮囑這位主「剿」最堅決的疆臣（前一次為10月4日），「一有捷音，即由六百里加緊馳奏。」
可是，兩天之後，10月10日，裕謙用「六百里加急」給他送來定海失陷的戰報； 又過了8天，10月18日，他又收到杭州將軍奇明保等用「六百里加急」發來的鎮海失陷、裕謙殉難的奏摺。道光帝不由得在此折上硃批：「憤恨之至！」
道光帝「憤恨之至」者為何？為英軍乎？為裕謙乎？抑或為失陷的鎮海乎？
鎮海位於杭州灣之南，大峽江（今稱甬江）的出海口，它是寧波的門戶，歷來為海防重地。伊裡布任欽差大臣，駐節此地。裕謙接任欽差大臣，亦駐節此地。由此可見它在當時人們心中的地位。
與廈門、定海不同，駐節鎮海的兩位欽差大臣，似乎都不太注重此地的防衛工程的建設。就伊裡布而言，其任務是進攻定海，防守本是做給道光帝看的（詳見第三章第二節）。就裕謙而言，他以為鎮海已具備英軍難以克服的天險。
大峽江由寧波流至鎮海縣城時，大體是由西向東，快到出海口時，折為由南向北。江口的兩端，各有一座山（大峽江之「峽」由此而來），西面是招寶山（康熙年間寧波對「番舶」開放，由候濤山改名，意在招外洋之寶），山上有威遠炮城（明代為防倭始建），東面是金雞山。江面寬約1000餘米。由於當時的河道，未如今日已得到疏浚，水淺灘多，岸邊亦積有淤泥，寬以里計。
鎮海縣城緊靠海口。其東北面為招寶山，東南和南面為大峽江，北面原瀕大海，此時亦有寬達二三里的淤泥地帶。（詳見圖九 ）
1841年2月，裕謙從江蘇到鎮海，見此地形，頓時信心大增。這位尚未見過英軍艦隊的欽差大臣認為，英軍的巨艦大艘，「不畏風濤而畏礁險」，鎮海一帶的淤泥淺灘，正是抵禦英軍的天然屏障；若以小船駛入，「無篷帆、無炮位、無鍋灶」，又何足懼；若舍舟登陸，「不難全數殲捦」。他還將此心得專折上聞，請求道光帝下令沿海各將軍督撫，「遍曆本屬洋面，測量水勢之深淺，灘岸之遠近，沙線之險易」，「分別最要次要」，「不必到處張皇」。很顯然，在他的心目中，鎮海不屬「最要」，僅為「次要」。他更關心的是定海。 昧於「夷情」的道光帝，言聽計從，將此折轉發各地，下令參照執行。
然而，此時的浙江巡撫劉韻珂，是一位頗有心計的官員。雖說在他之上先後有兩位欽差大臣，鎮海防務可不用其插手，但他卻兩次前往鎮海，鼓動伊裡布、裕謙在此修築工事。1841年6月，裕謙回江蘇接受兩江總督篆印期間，劉與以四品卿銜來浙江軍營的林則徐等人，在此處大力設防。由此至開戰前，鎮海的防禦工程雖不若廈門、定海那般形制宏大，但也頗具規模：
一、招寶山。在該山上原設威遠城上駐兵設炮，又恐該城地勢過高，炮力難及敵艦，又在該山的西腳、南腳，另設置沙袋炮台。在該山背後緊靠縣城北牆的勾金塘，亦建有炮台一座。由浙江提督的餘步雲率兵鎮守。
二、金雞山。在該山北腳建石築炮台，在該山東北方向建造內設大炮的土堡，另在山頂建有軍營，駐兵策應。由江蘇狼山鎮總兵謝朝恩指揮。
三、大峽江。在江口層層扦釘，填塞塊石，使河道變窄，以防英艦驀然闖入；在港內設火攻船30隻、16槳快船及車輪船（即人力明輪船）20隻、大小漁船60隻，為作戰時追截、瞭探、策應之用；在縣城東南的攔江埠，兩岸各設炮台一座，以對付竄入港內的敵艦。由衢州鎮總兵李廷揚督兵駐守。
四、鎮海縣城。在臨海的北城牆上厚集沙袋，以禦敵炮。欽差大臣裕謙直接坐鎮此地，指揮全局。
整個鎮海縣城一帶，共有清軍兵勇4000餘人， 配置火炮157位，其中67位是銅炮。 （詳見圖九）
就鎮海布防態勢來看，有如虎門，主要還是防英軍艦船由大峽江直闖內犯，尚未接受虎門之戰的教訓。就清軍的工事而言，其簡陋難以抵禦英軍的兇猛炮火。而最致命的缺陷，仍是難以防禦敵登陸部隊。1841年9月25日，裕謙收到道光帝於廈門之戰後發出的加強陸路防禦的諭旨，便在招寶山、金雞山等處挖暗溝、布蒺藜，以為如此便可「杜其衝突」。
當然，以上分析只不過是我們今天的認識，而在裕謙的內心中，問題的關鍵不在於設防的本身，而在於軍隊的士氣。他認為，在鎮海防軍中，僅徐州鎮兵1000人可以言戰，其餘皆不足恃。 為此，他特在戰前「躬率文武官員，誓於神前」：
今日之事，有死靡貳。幕府四世上公（指班弟），勛烈不沫，受命專討，義在必克。文武將佐，敢有受夷一紙書去鎮海一帶者，明正典刑，幽遭神殛！
對於這一儀式，他還向道光帝作解釋：
此非奴才敢效匹夫之勇，甘為孤注之投，蓋因鎮海地方稍有疏虞，則逆敵愈張，兵心愈怯，沿海一帶必將全行震動。非此不能固結兵心，滅此朝食，更非此不能挽回一年來瞻顧徘徊之積習。
裕謙準備以「固結」的「兵心」，來對敵英軍兇猛的炮火。
英軍自1841年10月1日攻陷定海後，稍事休整，著手準備再攻鎮海。10月8日，英軍留下400名士兵和3艘運輸船駐守定海，主力在黃牛礁一帶集結，次日，英艦隊駛往鎮海。
就戰術而言，英軍此次行動與其在沙角、大角的表演有相通之處。
10月9日，英海軍司令巴加和陸軍司令郭富偵察了鎮海的防禦，也互相作了分工：大峽江東岸，即金雞山一帶，由陸軍負責，海軍配合；大峽江西岸，即招寶山和鎮海縣城一帶，由海軍負責，陸軍配合。
次日早晨，英輕型艦隊駛往金雞山一帶轟擊守軍。與此同時，英登陸部隊左縱隊共約1060人在金雞山防禦陣地以東至少三公里的沙灘上登陸，越過小峽江，向金雞山之後的蟹沙嶺攻擊前進。英登陸部隊中央縱隊共約460人在笠山一帶登陸，清除清軍的零星防禦後，直撲金雞山陣地。與此同時，其主力艦隊在招寶山至鎮海縣城以北擺開戰陣，以優勢炮火轟擊該處的清軍各陣地。
坐鎮於鎮海縣城的裕謙，得到開戰的消息後，立即登上東城牆，指揮各處迎戰。清軍原先準備與闖入大峽江的英輕型艦船作戰，火炮的方向也主要對準內江。可是這些狡猾的敵人竟不肯深入，憑藉其火炮射程之遠，在口外轟擊，只有一艘機動性能甚強的輪船皇后號，稍稍深入，不停地向兩岸清軍各炮台開炮。且英軍的火炮威力直至此時方為裕謙所領悟，在招寶山之北的英艦，竟能使炮彈飛越山嶺，落於東嶽宮、攔江埠一帶。戰鬥的實情與裕謙的戰前估計完全相反，出現了彼能擊我、我不能及彼的態勢。清軍根本無法作出有力有效的抵抗。
最先失陷的是金雞山，英登陸部隊左、中央兩縱隊，從清軍設防地帶的側後發起攻擊。守軍猝不及防，臨急抵抗，卻未奏效，總兵謝朝恩戰死，而大多數兵弁被驅出陣地，擠壓於大峽江邊，損失慘重。
正當金雞山一帶陸戰正鏖時，英主力艦隊經過數小時的炮擊，基本摧毀了招寶山一帶清軍各炮台及工事，其登陸部隊右縱隊共計770人由招寶山外側登陸。這些被認為「腰硬腿直」的「夷」人，竟然矯健地攀上峻峭的岩石，向招寶山頂的威遠城衝擊。清軍此時已無心戀戰，稍事抵抗後便紛紛潰散。英軍右縱隊佔據招寶山後，繼向鎮海縣城攻擊前進。
從裕謙家丁余升後來的敘述中，裕謙此時似乎已陷於迷惘，懵懵懂懂地從東城牆上退了下來，可行至縣學時（距東城牆不足150米），突然清醒，意識到自己已是無路可退！於是，他望闕磕頭，跳入泮池。在他身旁的家丁親兵，立即將其救起，搶護出城，在寧波易衣灌救後，發現尚有微息，立即奔走省城，行至餘姚（距鎮海縣城70多公里）氣絕身亡。
從儒家的學說來看，裕謙向泮池中的一躍，是其忠貞不二的殉節的表現，無疑應當彰揚。道光帝獲此訊後，亦稱其「臨危致命，不忝前人（指班弟）」，贈其太子太保，開復生前一切處分，按尚書例賜恤，准附祀昭忠祠，並允諾在戰爭結束後，於鎮海建立專祠，以彰藎節。 聖上的種種恩憫，當使裕謙的亡靈得以慰安。但是，若從軍事學術的角度出發，主帥在敗局中放棄統率權而去自殺，必使其部隊置於無指揮混亂狀態之中；而其家丁親兵「搶護出城」的舉動（儘管處於昏迷中的裕謙本人可不負責任），在實際效果上，與臨陣脫逃並無二致。鎮海縣城內的守軍隨之亦奔。由此，已經佔領金雞山的英軍，遠遠地望見這種奇特的場景，英軍右縱隊從