“泥城之战”以后，外国势力和清朝统治者勾结起来，形成了一股强大的反革命力量。清军虽不断变换战术，却还是屡遭失败，便把希望寄托在列强的武装干涉上。1854年6月15日，美国公使麦莲和英、法、美三国领事会商，决议强迫小刀会起义军退出上海城。由于英美两国公使向清政府提出全面修订条约的要求没有得到满足，英、美两国才没有公开出兵，参加镇压小刀会起义，法国则扮演了武装干涉的刽子手角色。
1854年8月21日，法国舰队司令、海军上将辣厄尔乘巡洋舰“贞德”号到达上海，他极端仇恨小刀会起义军，污蔑起义军是“叛党”，公然宣称，“容许叛党存在便是人类文明的耻辱”。他偏袒清朝当局，同英、美两国当局共同商定了保护租界的办法：美国人防守租界北部，英国人防守租界中部，法国人防守租界南部。
9月下旬，法国公使布尔布隆与美国公使麦莲、英国公使包令来到上海，吉尔杭阿认为救星来了，便直截了当地要求法国派兵帮他镇压小刀会起义，双方很快达成默契，勾结在一起。于是法国当局切断了法租界与上海县城的交通，与清政府一道加紧策划武装干涉。
1854年11月22日，清军与英、美、法侵略者达成协议，继续修筑界墙直到陈家木桥，隔断上海县城与租界之间的交通。在此之前，外国侵略者和清军在上海城北面建筑围墙，断绝起义军的接济，但闸北农民冒着生命危险将粮食送到城边，起义军再用筐篮吊上，粉碎了敌人封锁的阴谋。此外，面对敌人的封锁，起义军在陈家木桥以南靠近租界的地方，筑起30余丈长的炮堤，并在陈家木桥以东打狗桥下挖掘地道，既可以潜通接济，紧急之时又可由此转移。这些措施引起辣厄尔的强烈反对，指责起义军修筑炮台会危及法租界安全。12月9日早晨，辣厄尔派出水兵30人，保护招来的200名左右的雇工，强行拆毁陈家木桥以南炮台，起义军鸣枪警告，雇工吓跑了，法军用短枪和野炮向起义军射击，起义军被迫还击。下午2时，辣厄尔下令法舰“高尔拜”号轰击县城和小东门炮台，炮火密如雨点，租界内的法国水兵也向城上的起义军疯狂射击。清军得到法军开火的清息，也传令开炮轰城。
12月14日，法国侵略者正式向起义军宣战，辣厄尔请法国领事爱棠转告英、美两国领事：从今日起，法军对起义军进入包围战争的状态，英、美两国侨民如与城中起义军发生关系，将遭受危险。从此，法军加紧对上海县城的封锁，无论任何人走近城墙，就开枪射击。起义军并没有屈服，12月21日至24日，起义军连续4天从南门缒城而出，与清军作战，向敌人投掷火药包，杀伤一些敌人。
12月15日，清军以地雷轰城，事先他们在南门西侧挖掘地道，埋好火药，准备卯时引爆，清军在北面、西面和南面埋伏，只等炸响后同时攻城，法军在东北面堵截，以防起义军逃走。由于潮水上涨，引火线受潮，直至已刻初地雷才爆炸，3丈余城墙被轰塌，3000多清兵渡壕抢登缺口。起义军早有准备，枪炮对准缺口射击，并在缺口两旁埋伏部队，用火箭、喷筒对付清军，随后有1000余起义军冲到缺口，与敌人短兵相接，清军没有一人敢攀登到缺口上面。其他各路清军各竖云梯，从多处爬城，起义军早给敌人准备好了火弹、火药包，爬城的清军死的死，伤的伤。清军后队不敢前进，各路清军只是沿城射击，向城内发炮，最后只得撤退。这次战役，清军死亡200多人。
为了配合法军的武装进攻，外国侵略者对起义军进行招降活动，他们威协恫吓，诱惑欺骗，但起义军没有被吓倒和迷惑，表现出不屈不挠、同敌人血战到底的决心，外国侵略者的招降诡计破产了。
清军在上次地雷轰城失败后，迫切希望与法军合谋，对起义军发动新进攻。辣厄尔同吉尔杭阿密谋商定具体办法：辣厄尔负责攻打缺口，指挥法军爬上城墙；吉尔杭阿负责供给人员，在城河浜上架桥，在冲锋队后面运送泥土袋，以便在缺口处堆成必要的墙壁。约定法军爬上城墙后分成两队，分别去打开北门和小东门，而由清军完成对县城的占领。时间定于1855年1月6日上午，由法军向县城东北隅炮轰。
于是，清军立刻进行军事部署，分别在县城的北门、西北、西南、南门至小东门等处部署兵力，清军几乎倾巢出动，并束上蓝色腰带作为标记。
起义军见敌人将要攻城，便全力以赴备战，同时向法军发出警告。1月5日夜间，陈阿林送给法军一封信，要求辣厄尔不要攻城，说起义军占领上海县城，是为了把它交给太平王，如果法军攻城，起义军将奋起自卫，直到最后一人。
1月5日深夜，法军和清军按计划发动了进攻上海县城的“北门之战”。法舰“贞德”号和“高尔拜”号炮轰县城，炮声震天动地。次日早晨5时，登陆部队250人集结于法租界，然后向东北隅城墙开火。7时30分，城墙被炸开一个缺口，法军吹响冲锋号。在炮火掩护下，法军很快越过城壕，爬上缺口，插上了法国国旗，狂呼“皇上万岁！”他们高兴得太早了，他们见不到一名起义军，以为上海县城垂手可得了。
起义军埋伏在缺口对面的一家典当铺里，架好一门重炮，葡萄弹装满炮膛，在墙壁和屋顶留下炮眼，又在附近的房屋开了枪眼。正当法军高兴的时候，只听一声炮响，5名法军官兵登时丧命，还有几名官兵受伤。起义军以猛烈的火力迎接越进缺口的法军。一位目睹此役的外国人曾写道，在起义军隐蔽处前面的空地上，布满绊络，内藏长尖的铁钉，踏上拨不出脚来。还有几个很深的粪坑。四周早已严密布防，走不了几步，就不免掉进陷阱里。假设法军直奔此地，必会全军覆没，因为地上不露痕迹，如平常空地。
法军占领缺口后，分两队向北门和小东门进发，留在缺口处的法军遭到起义军的射击。法军急忙将清军运来的沙袋筑起一个临时壁障，安装一尊过山炮，轰击起义军工事，清军则扔下沙袋就跑，法军在那里支撑着。城内的一些房屋被法军炮火炸毁，很多地方起火。
两队法军窜入城内，起义军沉着应战。陈阿林指挥起义军，在法军经过的街道附近的防御工事里，向敌人射击，每座房屋都成了堡垒。向北门进发的法军在连遭枪击之后。总算到了北门；而向小东门进发的法军，因路途较长，前进困难，损失惨重，丧失了战斗力。
北门早已被起义军用土包、砖石填塞，冲过来的法军很难打开城门。他们费了半天劲，才将城门撬开一条缝，仅能侧身挤进一人。后来城门渐渐推开，清军才冲了进来。法军完成了任务。连忙撤退。
1500名清军进城后，疯狂屠杀，将手无寸铁的老人、妇女和孩子砍死，并且大肆劫掠。清军的暴行，激起了起义军的万丈怒火，起义军在北门街道的楼房里，用枪炮猛烈打击敌人，在屋檐下挥动刀矛，砍戮敌人。清军遭到很大伤亡，便乱掷火包，烧毁房屋。
清军到处遭到打击，无法向城中深入，有些清军转而向西窜去，准备接应在西门爬城的清军，埋伏在房屋中的起义军施放枪炮、喷筒、火箭，狙击敌人前进，在城墙上的起义军也痛击敌人。在起义军的英勇抗击下，清军后队兵勇不敢前进了。
潘起亮率领一支150人或200人的起义军，从隐蔽处冲杀到城边，全队大声呼喊，杀声震天，清军听到起义军的呼喊声，惊慌失措，乱成一片，四散逃命。约有60名清军避入广福寺内，被起义军放火烧死。在极度混乱的情况下，清军还不及从城门逃走的，就从城上放绳坠下，有的自己跳下，有的被人推上挤下，有的当场摔死，有的跌在长矛上面，有的折胳膊断腿，有些从城墙缺口跑出来的清军受到法军的阻止，他们便向法军开火，法军也开枪打死几名清军。法军见清军经不住起义军的冲击，也想趁机溜走。起义军越战越勇，迅速追到城墙缺口，围攻法军，法军只得狼狈逃窜。
北门之战，小刀会起义军获得很大胜利，击毙法军13人，其中军官3人，击伤法军30余人；打死清军约400人，打伤近1000人。法国领事无耻地把这次进攻说成是“为着正义的、神圣的使命”，以此掩盖他们的反动罪行。尽管法军有过山炮，榴弹炮、来福枪、毛瑟枪等西方最新式的武器，但也逃脱不了失败的命运，他们尝到了上海人民反抗斗争铁拳的滋味。
这次战役，起义军之所以获胜，二是起义军事先了解了法军的动态，作好了战斗准备，严阵以待；一是起义军具有坚强不屈的战斗精神，他们不怕牺牲，英勇杀敌。另一个原因是加入起义军的外国人发挥了作用，当时约有60名外国人参加了这次战斗，他们也表现出了英勇战斗的精神。
小刀会起义军面对外国侵略者和清朝军队的联合进攻，表现得不屈不挠，英勇顽强。这次战斗，起义军是在法军、清军攻进城后才实行反击的，敌人在起义军面前丧魂落魄，不堪一击，国内外反动派的联合进攻被粉碎了，表现了中国人民同敌人血战到底的革命气概。