几分钟后，这些情报通过旗语通知到了每个中队。陈海阳下令，由第13中队打头，迫近马涌围岛开始炮击。
四个加农炮中队按照老方法，以纵队队形靠近炮台，在炮台发射的大量炮火中迫近到五百米处，随后转舵。
官兵的红夷大炮尽管最大射程可达1000步，但是由于这次炮台没有布置在露天的墩台上，而是在一道厚厚的土木墙垒之后，垒墙上的开得射击口很小，而且没有左右上下射角的调整余地，只能按照固定的射击角度发射着炮弹。虽然连续开火时候蔚为壮观，但是炮弹却极少能够飞到特务艇的附近。
13中队在炮火中完成了转舵，在五百米外发射球形弹、燃烧弹。后面的各个中队也相继转过舵来跟进轰击。
4个中队的一轮炮击就将整个马涌围岛上的炮台打得千疮百孔。有些地方的壁垒已经坍塌下来。大多数火炮已经完全沉默。不管军官们如何吆喝，拦截士兵们已经开始溃逃。至于调上岛来保卫炮台的水勇，逃命更快――比起官兵，他们这些临时工的作战意志更为薄弱，大炮一响就开始纷纷跑路了。
伏波军依然采用老战术，装备加农炮的战舰消除消除了敌人的炮火反击的威胁之后，由炮击艇中队逼近投射大口径榴弹：炮击艇迫近到距离岸边400米处用280mm臼炮轰击马涌围岛。剧烈的爆炸犹如潮水一般吞噬着炮台，几轮火炮过后，乌涌炮台的大部分已被摧毁，岸上空无一人。舢板和小发艇，搭载着海兵，在小岛南面滩头开始登陆。
预先埋伏在战壕的官兵和水勇在炮击中没有遭到多少伤亡，此时突然跃起，向海兵一声呐喊冲杀过来，但是陈应元认为大明官兵比髡贼高明的白刃战并无根据――白刃战的胜利者总是属于纪律严明，组织训练更好的军队，短短的五分钟白刃交手中，大约有50人倒在海兵的刺刀下，只有2名海兵因为猝不及防被弓箭和长矛杀死。
马涌围炮台的南岸既已失守，炮台上余下的几门大炮便已完全失效。只有少数战兵依仗壕沟继续抵抗。
在正面展开进攻的同时，另一个连搭乘舢板和小发向珠江北岸挺进，由于这里能够掩护乌涌炮台的侧后，陈应元几天前突击布置了三座沙袋炮垒和数百水勇。
特务艇紧随在登陆部队之后，准备随时用炮火对官兵炮台进行“洗地”，小发艇上的打字机也随时准备开火。这时江面上突然刮起东南风，波涛汹涌，水位暴涨，三个炮垒因为过于靠近岸边，顷刻之间就被水淹了。炮垒上堆积的火药却全部被泡透了。水勇和炮手失去了最后一点勇气，未发一枪一炮的溃散了。
许廷发见北岸的炮台失手，知道再不逃走就会被前后夹击，堵在岛上等死。立刻大喝一声：“速送大人离开！”
陈应元的亲兵们一拥而上，不由分说的将他扶上马背，许廷发当即带着亲兵家丁开路。在乱军中夺路而逃，第一个跑过浮桥，脱出了险境。
防御炮台侧后的掩护既已经被击破，乌涌炮台敞开的侧背只有竹签、铁蒺藜和拒马可以依仗了。海兵队从舢板上拉上2门12磅山地榴，从乌涌炮台的背后轰击，还在岛上坚持的少量人马就彻底的溃散了。
登陆的海兵如同潮水一样涌上岛，岛上的几百官兵已经溃散，在炮火、步枪和刺刀的前后夹击中死伤累累。一部分士兵和水勇且战且退，退至乌涌河边。乌涌河宽约十米，原有一座浮桥，连接小岛与珠江北岸。许廷发带着陈应元冲过桥之后，原本守桥的数百士兵一哄而散。之前在北岸登陆的海兵们迅速抢占桥头，向企图夺路而过的官兵和水勇发射了密集的子弹。桥面上顿时人仰马翻，死尸相藉。
面对前堵后追的敌人，官兵退无可退，最终在两路夹攻中全局覆灭。阵亡216人，被俘200人。
马涌围岛陷落之后，整个乌涌炮台的防御体系便彻底崩溃了。分守各路、炮台和战船上的官兵水勇不待进攻纷纷瓦解，溃逃。海兵如同和平接受一般依次占领了各炮台，军营。一个小分队登上了已经空无一人的栓在铁链上的沙船，拆除了横贯在珠江上的铁链。这条巨大的铁链显然是很有价值的战利品――足能回收出好几吨铁来。
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