英国侵略军逼近广州城郊的时候，奉命前往广州去督办军务的杨芳还没有到达广州。广州知府余保纯面临大敌当前的局势，吓得亲自到英军船舰上去求见义律，请求停战。义律也正想测探和熟悉内河的虚实，弄清江流情况，摸透杂乱的水道，为下一步的侵略作准备，便爽快答应余保纯停战三天。三天之后，他就派兵占领了清军的中流砥柱炮台，并且发布告示威胁说：“如果清朝官员危害英军驻防，英军就以兵戎相见，使广州全城不得安宁；如果英国商人和中国商人之间的买卖受到阻止，广州全城就别想再有商业。”
广州官员虽然向英国船只发放了贸易许可证，可侵略者还是攻陷和毁坏了邻近广州城的各个要塞和炮台。广州城完全暴露在敌军的射程之内。
那时，参赞大臣杨芳已经到了广州，他很快就转向妥协投降派了。义律因为当时英美鸦片贩子都急于把他们从印度和新加坡运来的鸦片存货在广州高价销售，再把广州收购的茶叶运送回英国，增加英国政府的财政税收，便向杨芳提议停战通商。杨芳马上就答应了。在停战期间，伯麦去印度调集援军，可是这时来到广州的奕山和隆文，却丝毫不作防御准备。
奕山是一个既不懂军事，又没有对敌作战决心的清朝贵族。他一到广州，就给道光皇帝上奏折说“患在内而不在外”，污蔑积极抵抗侵略者的广东人民是“无赖之徒”，要“防民甚于防寇”，把当地人当作“汉奸”，把广东的军队看成“贼党”，任意逮捕杀害。他宁可派人到福建去招募新兵，也不使用广东的士兵，对从外省调到广东的将领，他也不信任，而让自己的满族亲信当大将，把军队弄得一塌糊涂，毫无组织纪律。奕山和隆文、杨芳等自己人，则派人争相购买钟表等洋货及古玩字画，挑选美女，日夜饮酒作乐。
停战维持了两个月，英国又增加了援军。奕山和自己的亲信西拉木、岱昌等人为了报销大量军费和侥幸取胜，提前向道光皇帝报功，就在毫无准备的情况下，轻率地决定向英军发动进攻。而这时候，英军的力量已经大大增强了，也正计划主动发起进攻呢！
道光二十一年四月初一日(公元1841年5月21日)，奕山下令分兵三路，分别由提督张青云、总兵段永福、副将岱昌等人率领，进攻虎门的英军。
当天夜里，清军又发动一千七百多名新招募的水勇和士兵，暗带火箭、火弹、喷筒和钓镰，乘小快船去袭击英国船舰，还派兵包围了珠江岸上的洋馆，乘势发炮轰击。奕山听见炮声隆隆，看见火光冲天，满以为是击毙了英国兵，烧毁了英国的军舰，等到天亮以后查看，才发现夜里所烧毁的，全是中国民船，洋馆里的英国人，早在包围以前就撤退了。
从第二天起，英军发动反攻，首先进攻西炮台。驻守炮台的张青云不敢抵抗，未战先退，英军登陆后全面破坏了防御工事，抢夺了大炮，并毁坏了停在炮台下的七十多只沙船和火筏，还烧毁了民房店铺，抢劫了洋行。接着，他们来到码头和炮台，只随意放了几炮，驻守码头的段永福、岱昌就望风而逃，清军一哄而散，只有驻守东炮台和海珠炮台的清军，对英国侵略军进行了还击，打中双桅船“阿吉林”号，迫使英军后退修船。但是这时候，其他炮台已经失守，英军已分左右两个纵队强行登陆。这两个炮台孤掌难鸣，只得退下阵来。英军乘势拦截过往民船，把货物烧毁，把男人和老年妇女推入水中，年轻妇女被拉到他们的舰船上，受尽了凌辱。
四月初五日(公历5月25日)，英军进攻广州城北的四方炮台(又叫永康炮台)，清军和英国侵略者展开了激烈的战斗。他们先用大炮轰击敌人，敌人一窝蜂似的端着快枪刺刀从四面八方冲了上来，大炮难以发挥威力，驻守炮台的兵勇立即冲出营垒，和敌人展开肉搏，虽然自己伤亡惨重，仍然英勇拼杀，给侵略者施以很大的打击，终因孤立无援、寡不敌众而惨遭失败。
四方炮台失陷后，广州城北的其他炮台也接连落入英军之手，侵略军占据了城北的制高点，控制了广州城外所有的险要地方，把广州城完全包围起来了。奕山命令一万八千多清军全部撤入城内，紧闭城门。清军聚集在一处，不考虑如何抵御城外的敌人，却不时地为一些小事发生争吵甚至斗殴，湖南兵和广东南海义勇还发生暴力冲突，在广州城内东门校场互相厮杀起来。
英国侵略者利用四方炮台等居高临下的地理优势，把广州城内的情况看得一清二楚。他们先把火箭、火弹射向城里，烧毁了很多店铺民房，广州居民也被烧死烧伤不少。接着侵略军运来了火药，在四方炮台架起大炮，根据汉奸的报告，猛烈轰击广州城中的两个大火药库，火药库顿时爆炸，火浪冲天，又烧毁了很多房屋，使不少军民被烧伤烧死。奕山和隆文害怕被烧死，每人提着一个装满金银首饰等贵重物品的箱子，准备混在散兵之中逃跑。后来被人认出，才没有逃脱。广东按察使王廷兰认为大家坐守广州等于束手待毙，请求奕山拨出一部分军兵主动袭击敌人，以解广州之围，可是奕山已成惊弓之鸟，生怕惹恼了侵略者，坚决不许出兵。
第二天，英军在汉奸的指点下，集中火力，轰击奕山等官员的住所——广州城东南的贡院，门窗全被炮火炸得粉碎。奕山等人被吓得魂飞魄散，面无人色，躲在墙角抖成一团。他一面派人在城墙最醒目的地方挂起白旗，请求英国侵略者暂缓轰击；一面派广州知府余保纯出城，由和外国人做生意的商人伍绍荣介绍，去见侵略军将领卧乌古。余保纯见到卧乌古，先行了三跪九叩头的大礼，然后才递上奕山的投降书。随后，卧乌古将投降书转交给了义律。四月初七日(公历5月27日)，余保纯和义律缔结了卖国的停战协定《广州和约》。和约规定：奕山率领所有清军在六天之内，撤出广州六十里以外，限一星期之内交付英军六百万元“赎城费”，赔偿英国商馆损失三十万元。这些款项付清后，英军才交还横档及其他要塞，退出虎门以外。
奕山等人搜刮了广东布政使司、盐运使司、海关三库储存的所有存款，才得到二百九十万元，又勒索商人财产二百万元，才凑够四百九十万元现钱，剩下的一百一十万元，用债券和欠据支付了侵略者。英国人等钱到手后，才归还了广州城外的炮台，退出虎门。
奕山不敢把《广州和约》的真实情况上奏道光皇帝，却谎报说，“我军出击，大获全胜，英军狼狈逃窜外洋”，还恬不知耻地保荐了一大批“有功”人员。为了促使朝廷批准屈辱投降的“和约”，他又向道光皇帝撒谎说：“英军将领战败乞怜，向广州城脱帽敬礼，求我转恳皇帝开恩，准许他们像以前一样通商，并请求归还历年以来商人欠他们的款项，我已允许英国商人前来贸易，并代还了商人欠款。”道光皇帝深居皇宫，也不明真相如何，糊里糊涂地下谕旨说：“准令英人照前通商。”他以为从此天下太平了，又下令撤回调往广东的各省军队，命令沿海各省裁减官兵，以节约开支，并从严惩处了林则徐和邓廷祯，把他们发往伊犁充军。
清朝官员的昏庸无能，在广州事件中暴露无遗。从此，英国侵略者更加嚣张了。