Через 13 дней после арестов на «Эрроу» британский губернатор Гонконга сосредоточил свои корабли у китайских фортов в устье Жемчужной реки. Власти Кантона тут же освободили 12 арестованных китайцев, но так как англичанам требовался повод к войне, они сочли таковым отсутствие китайских извинений. Контр-адмирал Сеймур двинул свой флот – 80-пушечный линейный корабль «Калькутта» с шестью паровыми фрегатами и корветами – вверх по Жемчужной реке к Кантону.

Все британские корабли имели паровые машины, а большинство уже и винты вместо уязвимых гребных колёс. Британская пехота сравнительно недавно была перевооружена нарезным винтовками системы Минье – Притчетта, а в артиллерии появились первые нарезные орудия. Англичане обладали богатым боевым опытом только что проведённой и удачной для них Крымской войны. Всё это давало их пехоте и флоту ещё больше преимуществ перед китайскими войсками, чем в предыдущую «опиумную» войну.

Первым вверх по Жемчужной реке пошёл пароход «Кромандель» с двумя канонерками и десантными отрядами. Сопротивление китайских фортов, как и в прошлую войну, опять было слабым, за прошедшие 15 лет их вооружение, укрепление и система огня ничуть не улучшились. Два первых из занятых англичанами фортов были вооружены 150 разнокалиберными орудиями старого образца, они достались британскому десанту практически без боя, китайский гарнизон отступил, потеряв всего 5 убитых. За трое суток британский флот и морская пехота, заклепав пушки и разрушив брустверы китайских укреплений, обеспечили свободный проход от Гонконга до Кантона.

25 октября 1856 года англичане овладели китайским фортом в 50 пушек на островке возле южного предместья Кантона, с которого можно было вести артиллерийский огонь по городской стене и дворцу императорского наместника в центре города. На третий день английские орудия, установленные на острове, открыли огонь по китайскому мегаполису. К 11 утра следующего дня, попутно спалив тысячи хижин в предместьях, англичане пробили брешь в крепостной стене, достаточную, чтобы сквозь неё в город проник десантный отряд.

Десантники, возглавляемые самим адмиралом Сеймуром, с двумя полевыми пушками к обеду ворвались в Кантон, потеряв всего троих убитых и десяток раненых. Но у англичан не было достаточно пехоты, чтобы штурмовать и контролировать такой большой город. К вечеру они отступили на суда и в течение трёх дней продолжали бомбардировку Кантона, спалив практически все городские предместья.

3 ноября англичане уничтожили 23 китайские военные джонки, но 8 ноября сами едва не потеряли одну из канонерок после атаки спущенных по реке брандеров. Началась затяжная речная война – англичане добивали на Жемчужной реке китайские форты и суда, отражая внезапные налеты китайцев на свои корабли и береговые партии. Ни одна из сторон не имела сил для решительного удара – китайцам были не по зубам британские пароходы, а у британцев было слишком мало пехоты.