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英国侵略者在上海进行烧杀抢掠后，于1842年(清道光二十二年) 6月23日撤出，集结于吴淞口外，准备沿长江上犯。此时，英军援军已经到齐，总数达1.2万多人。7月6日，侵略军除留下2艘军舰封锁长江口，以保证后路安全外，其余11艘军舰、9艘轮船、4艘运兵船和48艘运输船均驶离吴淞口，溯长江而上。英军舰船编组成先锋舰队和五个纵队，每个纵队由一艘战舰率领，配备有8至13艘运输船，由战舰舰长负责指挥。每个纵队之间保持3至5公里距离。沿途以测量船为先导，边测量，边前进。侵略军沿江上犯途中，福山、鹅鼻咀和圌山等长江险隘处的炮台守军，稍事抵抗后，即弃阵而逃。7月17日，英舰进入镇江江面，随即封锁瓜洲运河北口，切断漕运。
镇江城位于长江南岸之长江和大运河的交汇处，西北有金山，东北有北固山、焦山、象山，是运河的咽喉，江宁的屏障。战前，镇江由副都统海龄率旗兵1600名、绿营兵400名驻守。城内大炮仅有数门，大多调往吴淞。另有四川提督齐慎、湖北提督刘允孝分别带江西和湖北兵各1000余名仓卒赶到，驻扎城外，协助防守。在侵略者兵临城下的危急关头，各军互不协同，各自为战，而海龄又未派兵控制金山与北固山等制高点，却将全部旗兵收缩城内，紧闭四门，不准百姓出城。英军经过侦察，发现镇江城西南半山坡上有新建的三座军营，认为清军主力已经撤至城外，以为进攻镇江城不会遇到什么抵抗。据此，英军制定了由陆军负责攻城的计划。将6915名陆军分别组成第一、二、三旅和炮兵旅。其中：第一旅(2318人)、第三旅(2155人)和炮兵旅担任主攻，进攻西南郊山坡上的清军营地;第二旅(1832人)担任助攻，进攻镇江东北，以牵制和分散清军兵力。
21日晨，英军发起攻击。主攻部队在金山附近未遭抵抗即先后登陆。英军第一旅登岸后，直扑西南山坡上的清军兵营。经过数小时激战，清军不支，齐慎、刘允孝率部退往新丰镇。第三旅登岸后，沿着西城根，直指西门。英军第二旅在北固山一带登陆后，直趋城下，清军用炮轰击。英军蜂拥爬梯登城，守城旗兵誓死抵抗，有的将英军推下城去，有的扭住英军一起跳下城墙。上午10时许，北门被攻破，大队英军冲入城内，向西门方向进攻。进攻西门的英军遭到了清军的顽强抵抗，城门久攻不下。中午，英军用火药包将城门炸开。由北门冲向西门的英军此时也打开了内城，大队英军蜂拥而入。守城清军节节抵抗，与英军展开巷战和肉搏战。许多旗兵宁死不屈，有的将自己的妻儿杀死，然后与英军拼死搏斗，直至牺牲。海龄督战到最后时刻，也自杀身亡。镇江遂告失守。此役，英军遭到守城清军的沉重打击，死亡37人，伤128人，失踪3人。
英军占城后，大肆进行屠戮。据时人记载：“镇江当时的情况是比户劫掠，无家不破。……西门桥至艮山门，无日不火，市为之空，城乡皆被蹂”。英军还掠取和破坏了城中的武器和军用物资，抢走了价值6万元的纹银。在侵略者的铁蹄下，镇江城变成了一片废墟，情况之惨，洵属空前。就连侵略分子也不得不承认：“即使是心肠最硬、资格最老，以杀人越货为生的人，看到这种悲惨景象，也不能无动于衷的。”镇江保卫战是鸦片战争中清军以劣势的兵力，落后的武器装备，打得最为英勇悲壮的一战。英军投入此役的兵力，是鸦片战争开始以来最多的一次，所付出的代价也是巨大的。