戰役背景
修約問題
1842年，清朝於鴉片戰爭中戰敗後，和英國簽訂了《南京條約》和《中英五口通商章程》確定五口通商的原則和具體事宜。1844年清政府設立五口通商大臣，駐廣州，由兩廣總督加欽差大臣頭銜兼任。由於當時清朝認定與外國（當時被清朝稱為蠻夷）之關係僅限於五口通商，因此五口通商大臣除掌管通商事務外，也負責對英法美等國的外交事務。1854年英國外交大臣克拉蘭敦訓令新任英國公使寶寧（John Bowring），以南京條約到期為由要求修約，即修正1842年的中英南京條約和1843年中英虎門條約，並知會美、法、俄希望共同要求修約。
1854年4月25日，寶寧向兩廣總督葉名琛發出照會，正式提出修約。但葉名琛兼任五口通商大臣後，對外部世界一無所知。既不害怕外國公使的外交威嚇，又力避發生衝突，於是，拒絕提出的所有要求。包括推託避見西方外交官、送來的文書最快答覆一律拒絕，也拒絕寶寧提出的各種具體要求。
入城要求與反入城
由於英軍曾在1847年4月2日派軍艦威嚇，致使兩廣總督耆英屈服，答應兩年後進入廣州城的要求。1848年隨著下任總督徐廣縉的到任，葉名琛也擢升巡撫，兩人決意抵制英國人入城。於是在1849年4月6日，在廣州集結大量官軍和練勇，一時情況緊張，但英國人為避免戰禍，暫時擱置了入城要求，反英入城運動獲得成功。也因此清廷獎賞，1856年2月葉被欽定為仁閣大學士，續留廣東。
英國公使包令最終提出入廣州督府商談，葉名琛察覺英人入城之目的，便要求在城外的仁信棧房會面，但不獲接受。
亞羅號事件
1856年10月8日，一艘亞羅號的船隻被廣東水師查獲，船上水手全被逮捕。英國廣州領事巴夏禮聲稱英國旗被撕毀，有辱大英帝國之尊嚴，要求清朝政府放人、賠償和道歉。葉名琛雖允諾放人但不道歉。10月10日答應先放9人，巴夏禮不收。雙方的爭執很快轉向其他問題上。16日英國公使包令來函表示，如不滿足和約要求，將要興兵。10月21日，巴夏禮限24小時內同意要求，葉名琛答應放出全部水手，但拒絕為扯下英國旗道歉。
英軍進攻
廣州戰役
第二次鴉片戰爭1856年10月23日，3艘英艦駛過虎門攻占廣東東郊的獵德炮台。葉名琛下令廣東水師後撤，亦不準開炮還擊。
24日廣東南郊鳳凰崗炮台失陷，25日英軍連連攻陷海珠炮台以及商館一帶，直逼廣州城下，葉名琛中斷貿易，調集鄉勇團練製造聲勢。27日英軍司令西摩爾照會，要求同意英人自由入城，葉不答。英軍便每五到七分鐘炮轟一次廣州官署，官署士兵逃走。但葉名琛依舊鎮靜坐著，當日公告廣州軍民：“殺一英人，賞銀三十元”。英軍未達目的，於28日炮轟廣州城南之牆。29日下午，英軍約100人攻入廣州城搜尋葉名琛，沖入兩廣總督官署。但當日葉名琛已經暫避舊城巡撫衙門，未能捉住。
香港英軍因兵力不足撤退，但持續炮轟廣州。英國公使寶寧再度提出入廣州城和總督商談，葉名琛拒絕。
躲入巡撫衙門的葉名琛不斷貼出更重的賞格，號召市民鄉勇“殺夷奪船”。英國郵輪“提斯特爾”號兩次被中國小船所圍，船員被殺十餘名。12月廣州市民四處燒洋行，廣州十三行付之一炬，英軍也焚毀了數百家店鋪民房。12月14日廣州開戰將近兩個月後，鹹豐帝才收到葉名琛的奏摺，其中聲稱清軍兩次大敗英軍，擊斃擊傷四百餘。
二度入侵
鴉片戰爭事件傳到倫敦，英國政府一時陷入爭論。德比伯爵在上議院提出了譴責政府在華使用武力的提案，經過激烈辯論後，以110：146遭到否決。理察·考伯登在下議院再提相同議案，結果以263：247獲得通過。英相巴麥尊不久解散下議院重新大選，結果巴麥尊的自由派勝出，對華出兵成為既定政策。1857年3月20日，英國政府任命額爾金（Lord Elgin）為全權大使，剛好此時法國神父馬賴非法闖入廣西西林縣傳教被殺。法國駐華公使多次要求道歉賠償，也被拒絕。使法方迅速和英國結盟。1857年4月，法國政府任命葛羅（Gros）特使。美國政府因國內黑奴問題對立暫無對華打算，另派威廉駐華公使與英法一致行動，同時間俄方也加入。形成了四國的聯合陣線。
1857年10月中旬英方代表和海軍將領商討，決定從中國華南攻打，北上展開外交攻勢。俄使認為攻下廣州清朝也不會屈服，唯有直攻天津、北京。但英法聯軍為使葉名琛就範，堅持攻打廣州。額爾金、西摩爾上將和范斯特勞本茨（Charles van Straubenzee）事先商討，兩將肯定能拿下廣州。11月，英國政府控制了印度混亂的局勢，得以派兵中國。聯軍集結英艦43艘和約一萬人的海陸軍，法艦10艘。
集結在香港的英軍艦隊1857年12月10日，得知廣州已被封鎖，葉名琛在城內公告要求市民躲藏，同時法方要求為馬賴神父賠償，得不到有效的答覆，額爾金也同樣。12月12日，聯軍發出最後一通照會，附帶要求三項：允許進入廣州城；賠償亞羅號事件和馬神甫事件的一切的損失；清朝政府派代表與英、法進行修約談判。
照會言明須在10天之內答應前兩項，否則將要武力進攻廣州。葉明琛還是認為英國技窮意在求和，12月14日，照會額爾金和葛羅斷然拒絕。過了12天，英法來函通知已把事務移交軍方，英海陸軍總司令再函限廣州清軍兩日之內退出90里外，葉再拒。2天又過，不見英法任何行動。12月27日，葉名琛上奏7000多字予鹹豐帝：英夷現已求和，計日準可通商...乘此罪惡盈貫之際，適遇技窮力竭之餘...一律斬斷葛藤，以為一勞永逸之舉。
把節節失利的戰事說成英人無計可施，只為通商求和。就在兩廣總督的隱瞞下，鹹豐帝信以為真，下諭：葉名琛既窺破底蘊，該夷伎倆已窮，俟續有照會，大局既可粗定。務將進城、賠貨及更換條約各節，斬斷葛藤，以為一勞永逸之舉。12月28日清晨時分，英法聯軍開始進攻。一支5500多人聯軍部隊（法軍約900人）連同20艘軍艦迅速登入逼近城下。聯軍密集的炮轟兩廣總督官府，清軍士兵逃竄一空，葉名琛仍坐在衙府批閱檔案。
廣州陷落
29日，就在兩天的炮擊下，廣州官聽被炸毀，上午時分城牆被攻破。下午2點戰鬥終止，聯軍以陣亡15人的代價宣告廣州淪陷。這時逃難市民塞滿了城內街道，葉不逃亡續留城中。對屬下的和談建議堅持不許英國人入城，只同意賞銀子。1858年1月5日，占領廣州數天后，聯軍逐一搜查各個衙門。葉名琛尚在左副都統署的第五院，當聯軍還搜查第一院時，家丁勸葉名琛逃亡，不肯。因此被聯軍發現擒獲，葉名琛被俘，押至英艦送往印度加爾各答，不久死去。戰後聯軍搜出了一批檔案和價值5000皮阿斯特的珍寶。
1月7日，廣州將軍穆克德納和廣東等高級官員聯名向清帝上奏，報告廣州失陷的訊息，鹹豐帝看到訊息在奏摺上批閱：覽奏實深詫異。
結果與影響
剛占領廣州的聯軍商討著如何進行下一步。為了恢復廣州的秩序和民眾騷擾，英法總局成立。1月9日，羈留觀音山上的柏貴，被帶回擔任巡撫，名義上復職與英法總局共同治理廣州，但沒有實權。也是西方殖民者第一個在中國的魁儡政權。一切事務由總局委員和駐廣州領事巴夏禮控制。
法國代表則認為發生在廣州的事件應與北京分開，1858年2月4日，聯軍自行解除廣州封鎖，重開貿易。四國代表約定3月底齊聚上海，期間送達清朝的信函明確提到戰爭賠償和馬賴家屬的公函，也提及：外國政府有權在北京派代表開放通商口岸，修改關稅，信仰自由。
清朝政府意會戰爭已開，葉名琛被撤職由黃宗漢接替。鹹豐帝下旨督辦民團反攻英軍，隨著奏摺團練數目的增加，進攻廣州始終未發生。廣州一直由聯軍控制，直到第二次鴉片戰爭結束
廣州陷落的訊息不久傳到上海，兩江總督何桂清為免去戰禍，私自向英法領事談判，提出上海地區照常貿易，上奏清朝獲準。
4月1日，未見答覆，聯軍北上天津直隸灣部屬作戰海軍。不久進攻大沽口的戰事爆發。聯軍與清軍在廣州西門的遭遇戰
