17日凌晨一点左右，骄横的联军舰队再次派出俄国的代表向罗荣光递交了最后通牒，同时“阿尔及利亚人”号炮舰静悄悄的向着白河口驶来，尝试进行新一轮的试探和侦查，罗荣光严词拒绝交出炮台后，联军代表骂骂咧咧的走了。

谈判代表刚走不久，来人向罗荣光报告说有洋人的军舰在靠近白河口，罗荣光气不打一处来，向着“阿尔及利亚人”号军舰打出信号，让其停止前进。阿尔及利亚号的舰长笑着对他的大副说道：“哦，上帝呀，这些可怜的中国人还想向我们发号施令，也许我们该给他们一些教训尝尝”大副也附和道：“他们这些黄皮猴子知道什么叫做战争吗，我们就该用炮弹教会他们服从。”于是阿尔及利亚号的炮兵们，纷纷行动起来，向着炮台方向打响了第一炮。

罗荣光见到洋人不但不停警告，竟然还向着炮台开炮，怒火中烧，命令炮台开炮还击，但是鉴于只有一艘军舰开炮，还击的力度也很有限，只有几门大炮开火，炮弹呼啸着落来阿尔及利亚号周围。

俄军“海狸”号炮舰首先以灯光发出警告，英军“阿尔及利亚人”、俄军的“吉兰人”和“高丽人”随即以灯语信号回应，各舰立刻向炮台开火。停泊于上游海关附近河面上的法军炮舰“狮子”和德军炮舰“伊尔提斯”立即开始顺流而下，试图与上述4艘炮舰汇合。

罗荣光命人提前测绘了敌舰位置，但是幸亏有王二傻提醒，进行了二次测试，这次全面反击的效果非常不错，至少是比历史上的那次反击效果要好。历史上反击开始后第一波炮火只是击中了一艘敌舰朝鲜人号，这一波的炮火反击确实经过再次重新测定瞄准的是正确的敌舰位置，有三艘战舰被击中，一时之间打得联军舰队有些手足无措，连开火都慢了一拍。而炮台因为第一波开火就取得了战果，士气大振。而洋人的军舰受到炮火攻击，见到有舰艇被击中闪烁着火光，都被吓到了，毕竟来到上游的都是一些较小的军舰，防护力不够，只是炮台的主厉害的大炮也都是用来防备海上方向的，开炮的也多是一些老旧的小炮，虽然击中了敌舰也只是击伤被没有带来毁灭性打击。

联军炮舰总计拥有约75门各型火炮和机枪，其中有40门是小口径机关炮或者机关枪，口径在7厘米以上的火炮有35门，而在这些7厘米以上火炮中只有16门是现代化的速射炮，由于联军的炮舰此时位于两岸炮台的上游，这就使得炮台大部分布置于暗炮台的火炮失去了作用。因为那些暗炮台内的火炮大多指向海面。但即便如此，能够转向内河射击的岸防炮也不可小觑，大沽要塞有67门火炮能够瞄准内河方向射击，其中包括4门口径超过20厘米的重型岸炮以及16门现代化的100毫米以上速射火炮，另外还有7门半新不旧的克式150毫米架退炮、18门克式野战炮以及22门旧式前膛炮、臼炮。

刚开始的炮战双方都打得有来有往，谁也压制不了谁，从1点到3点，炮台与炮舰之间的对射一直在进行，互相谁也不能完全压制对方。由于缺乏口径100毫米以上的大中口径速射炮，联军的炮舰很难直接摧毁炮台上的炮位。而另一边，由于清军炮兵没有掌握炮表，所以炮手主要根据炮弹落点的远近逐步调整火炮的俯仰，“止就炮口之低昂，以论落子之远近， 止窥炮上之两星，以定直线之准” ，想要取得命中自然也十分困难。

在沿岸各炮台群中，对于联军炮舰威胁最大的即为大沽要塞位于西北方向的石头缝炮台。此处炮台建设于北岸入海口炮台的西北方，掩护着内河方向。这是一座有内外两层营墙的堡垒，内侧营墙顶部的四角各有1门中口径速射炮，其中1门是英式6英寸40倍径速射炮，其余3门是克虏伯公司生产的120毫米35倍径速射炮。另外，此处堡垒还配备了7门旧型号的克式150毫米炮以及11门旧式前膛炮。

德国海军“伊尔提斯”号炮舰首先尝到了德制120毫米速射炮的威力，该舰接连被炮台发射的炮弹击中，包括舰长在内的10多人死伤。一时之间德国舰上的人慌乱起来，有水手着急之间还跳进了河里。因为被击中着火，目标显眼又招致了更多的炮弹打击，失去指挥的军舰，开始原地打转，眼瞅着失去了战斗力。一起行动的法军炮舰“狮子”的武备包括4门老式架退炮炮火不猛，招致的攻击也就少了一些，被命中3弹，见到伊尔提斯号损坏严重，自己火力又不强，只能仓皇而逃，向着“阿尔及利亚人”炮舰方向撤退。

同样停泊于上游的美军炮舰“莫诺卡西”也遭遇到炮火攻击，一枚6英寸的榴弹击穿了该舰尾部但没有爆炸。在