从趸船上收缴来的鸦片，全部堆放在虎门寨下水师提署和附近的民房庙宇内。由于存贮鸦片的烟箱每个长约3尺，高1.5尺，宽1.5尺，每个大房间才能堆放四、五百箱。房屋不够存放，只好按贮烟地点分成数片，每片房屋外另筑围墙，搭起高棚，贮放烟箱。为防范有人盗窃，林则徐还派兵昼夜巡逻。
如何处理这些数量庞大的鸦片呢？起初，林则徐、邓廷桢等人曾打算把它们解往北京，由朝廷验明烧毁，后又考虑到路途遥远，容易被偷漏抽换，出现意外，于是呈请皇帝定夺。5月30日，道光皇帝谕令就地烧毁。
早在等候道光帝谕旨的同时，林则徐就广咨博采，寻找大量销毁鸦片的有效方法。在湖广禁烟时期，林则徐曾采用桐油焚化法，但焚烧过之后，仍有十分之二、三的鸦片残膏渗入地内，流毒难清。经过访查，林则徐得知鸦片最怕石灰和盐卤。鸦片投入到石灰和盐卤中去后，很快就会变成渣沫，不能再收回成膏。但是，这种灰、盐煮化的方法虽比焚化科学，却不适合大规模销毁。林则徐和关天培等人经过反复磋商，决定使用挖池浸化的方法。他们在虎门海滩的高处，挖掘了两个长宽各15丈的方形地子，池底平铺石板，四周树立栅栏；池前开一涵洞，作排泻鸦片渣沫用；池后挖一水沟，以便引水冲刷池子。
6月3日，久雨初晴，阳光灿烂。虎门寨下，观者如潮；山前山后，哨兵林立。下午2时许，林则徐由广东巡抚怡良和粤海关监督豫堃陪同，登上礼台。礼台上，挂着麒麟帐，铺着红地毯。礼台前，飘着一面黄绫长幡，上面标着“钦差大臣奉旨查办广东海口。事务大臣节制水陆各营总督部堂林”。场面庄严，气氛热烈。林则徐翘首遥望南天，心潮澎湃，他高声下令焚烟开始。顿时，轰隆的礼炮齐鸣，震惊中外的虎门销烟开始了。只见文武官员督率士兵和民工先由水沟放水入池，然后撒下盐巴，把劈箱过砰后的鸦片，逐个切成四小瓣，抛入池内，经过半天的浸泡，再将一担担烧透了的石灰倒下去。民夫们站在池子的跳板上，用铁锄、木耙反复翻戳。倾刻间，销烟池内滚沸如汤，不炊自燃。一池销毁完毕，马上打开涵洞，冲刷入海。另一池又开始浸化销毁。夕阳西垂，被焚毁的鸦片化成渣沫，随着退潮的海水，流入大洋。
前来观看销烟壮举的中国民众无不为之欢欣鼓舞，扬眉吐气。人群中不时发出雷鸣般的欢呼声。
根据道光皇帝关于准许外国人“共见共闻”的谕旨，林则徐在销烟前发出告示，准许外国人前往参观。当时，不少外国人是以怀疑的眼光看待禁烟运动的。譬如，义律就根本不相信林则徐会销毁鸦片。当缴烟达到半数时，义律写信给英国外交大臣巴麦尊说，他估计这批鸦片将作为政府专卖，而使今后的鸦片贸易合法化。在广州商馆里的许多外国人曾断言中国人不会焚毁一两鸦片。
允许外国人参观销烟经过的通告发布后，美国奥立芬洋行股东经和眷属、传教士裨治之、商船“马利逊”号船长弁逊等约10人，乘坐“马利逊”号，从澳门出发，赶往虎门参观，17日上午抵达销烟地点。林则徐请他们走进栅栏内、销烟池前，观察销烟的全过程。在事实面前，他们不得不佩服中国人办事认真的态度。美国奥立芬洋行股东经恭恭敬敬地走到林则徐面前，摘帽敛手，表示敬佩。美国传教士裨治文在其主编的《中国丛报》上撰文说：
“环绕我们的场面全都是令人高兴的，给人印象相当深刻。”
“我们曾反复考察过销烟的每一个过程，他们在整个工作进行时细心和忠实的程度，远出于我们的臆测，我不能想象再有任何事情会比执行这一工作更加忠实的了。”
的确，在当时贪污腐化的官场中，查禁鸦片已成为勒索贿赂的手段。林则徐这样认真、果断、彻底地销毁鸦片，实为难能可贵。他不愧是一位出污泥而不染的英雄！他用自己的勇敢、智慧、坚韧不拔的毅力和认真严肃的作风，为中华民族赢得了自尊。
为了向外国人表明中国禁烟运动的政策和决心，林则徐在销烟池畔的棚厂会见了他们。林则徐宣称：中国政府对今后走私鸦片，必予以最严厉的惩处，而对于从事正当贸易的外商，则将给以恩惠，并且，走私决不容牵累合法贸易。他预计到英国侵略者不会就此干休，甚至可能进行武装挑衅，但他没有退缩。他代表中国人民义正辞严地宣告：
“我们不怕战争！”
整个销烟过程历时20天，除奏准8箱作为样品保留外，共销毁19197箱，零2119袋，鸦片净重2376254斤。
6月25日，林则徐、邓廷桢满怀胜利的喜悦，登舟离开虎门海滩，回到广州。
虎门销烟是中国人民禁烟斗争的胜利。它向全世界表明了中国人民维护民族尊严和反抗外国侵略的坚强意志和决心。