英军侵占定海后，一部分英军留下驻守定海，其余继续北上。8月6日，英国侵略者到达天津大沽口外。英国侵略者照会清政府，诬陷林则徐在广州查禁鸦片办理不善，“凌辱”“残害”了英国官员，英军北上的目的是为“昭雪伸冤”在照会中，英国侵略者提出赔偿被没收销毁的鸦片以及割让一块地方，作为英国的贸易之地。道光皇帝默许处分林则徐，对赔偿予以拒绝，关于割地一事好象不屑一顾。经过直隶总督琦善与懿律的交涉办理，英军退出天津，返回广东。
1840年9月17日，道光帝任命琦善为钦差大臣赴广州与英军谈判。林则徐被革职留用。11月29日，琦善到达广州。抵达广州后，琦善一反林则徐的作法，下令撤除珠江口的海防，裁减水师，遣散水勇、乡勇。对人民的抗敌热情大加打击。有向他检举汉奸行动的，琦善竟然对检举人说，你就是汉奸，我可不是林总督，对这种事情不感兴趣。琦善用这些行动来显示他“和谈”的诚意，但英国侵略者反而变本加厉，提出更加苛刻的条件。这时，懿律因病回国，由义律全面负责侵华事宜。在谈判中，义律提出割地、赔款和通商的侵略要求。琦善对赔款和通商全都应允，但由于割地事关重大，琦善不敢擅自作主。1841年1月7日，英国侵略者为压迫琦善接受全部条件，先用武力占领了虎门口外的沙角、大角炮台。1月25日，在英军的武力胁迫下，琦善背着朝廷与义律订立了《穿鼻草约》。草约的主要内容有割让香港；赔偿鸦片烟款600万元；开放广州等。1月26日，英军侵占香港。
道光皇帝得知英军占领沙角、大角炮台，又得知英军在谈判中坚持要割地、赔款之后，认为有损天威了，1月27日，下令要在广州和浙江把英军“痛加剿洗”，正式对英宣战。道光帝派皇侄、御前大臣奕山为靖逆将军，户部尚书隆文和湖南提督杨芳为参赞大臣共同负责广东军事，又下令从湖北、四川、贵州、河南、广西、江西调集军队1. 7万余人开赴广东，对英作战。以擅自割让香港和擅自通商的罪名，把琦善革职，锁拿进京问罪。义律没有拿到《穿鼻草约》的赔款，又得知清政府调兵遣将，决定先发制人。2月26日，英军向虎门炮台发动进攻，提督关天培率军英勇抵抗，但由于防御工事被琦善拆除，守军力量薄弱，琦善又拒发援兵，最后虎门失陷，关天培和数百名将士壮烈战死。
4月，奕山、隆文从各省调集的军队先后到达广州。杨芳已于先期到达。奕山看见英军已经占领省河，又看见英军船坚炮利，先失去战胜英军的信心。但由于皇命在身，又不敢公然退却。林则徐向他提出6条具体系统的作战方针：堵塞并严防水道要口；征集现有船只准备战斗；演练大炮并筹集新炮；整顿火船和水勇；筹备到外海作战的大船；准备到外海迫击敌人；侦察英军情报，捉拿汉奸。但奕山不采纳林则徐的御敌良策，一意孤行，在根本没有切实的军事部署和周密作战计划的情况下，于5月21日，指挥大军夜袭英舰。奕山分兵三路，中路兵马袭击西炮台，左路袭击东炮台，右路袭击泥城。各路兵勇都携带火箭、火弹、火罐、喷箭、钩镰等工具，想火烧英船。但英军得到情报，早已退逃。第二天，英军反攻，清军大败而归。奕山把主力都收缩在广州城内。英军发动进攻，广州城外的炮台全部失陷，英军把广州城团团包围，并从高处向城中猛轰。26日，奕山在城上高挂白旗乞降。
广州之战的失败，主要在于奕山盲目指挥，作为主将，奕山没有主见、偏听偏信，他没有对敌作战的周密可行的计划，只想侥幸取胜。战争的败局也就不可避免了。
26日，奕山与义律签订新的停战条约《广州和约》。《和约》规定：清军于6天内退出广州城；7天内交纳“赎城费”600万元；英军归还所占炮台，撤出虎门。奕山在给皇帝的奏折中，掩盖战败的真象，谎称用于赔款的600万元是商务上的欠款。道光帝看到英军已撤出虎门，也就批准了《广州和约》。至此，鸦片战争暂告一个阶段。