維拉號巡洋艦
1884年8月3日，一直布置在基隆外海負責監視的法國海軍一等巡洋艦維拉號（Villars）在艦長維埃威（Vivielle）上校的指揮下攔截了一艘名叫「萬利」（Wille）號的德國商船，登船臨檢的法國官兵在這艘船的貨艙內發現了多達十九門的克虜伯170毫米口徑的要塞炮，以及大批的水雷，這是劉銘傳為了台灣的防務向德國的訂貨，即便現在戰端已開，德國人還是很守合約的把這批軍火給運來了。
依照臨檢捕獲的規則，這整船的軍火完全可以被視為是法國海軍的戰利品。但是維埃威上校此時騎士精神大發，僅僅告訴德國船長：此路不通，因為孤拔將軍有禁令，封鎖基隆海面，一切軍火物資都不能入。要求德國船原路返回，從哪裡來的，回到那裡去。
原路返回那可不是嚴謹刻板著稱的德國人性格，既然收了客戶的貨款，合同那是一定要執行的。既然基隆不讓卸貨那就去淡水卸，反正孤拔又沒說淡水也被封鎖了，在這種心理的驅動下，抱著冒死也要完成合同、堅決不跑空趟、不付違約金的德國船長掉轉船頭去了淡水交卸了軍火。這些武器最後全數用在了淡水港的防禦上，讓法國人在日後攻擊淡水的行動中吃到了威力，如果孤拔和利士比知道這些軍火是由於維埃威上校的「大發善心」而導致他們行動受挫的話，不知會作何感想？
蝮蛇號炮艦
1884年10月1日上午9時30分，利士比的艦隊也在抵達淡水港外。原本在此處警戒的炮艦「蝮蛇」號與之會合，並向其彙報了淡水港的大致防禦態勢。
比起易功難守的基隆，淡水的地勢要險峻得多，入口窄小，兩邊都是高山峻岭。駐守此處的孫開華部早在中法關係緊張的時刻就著力加強了該港的防禦，在入口處布置了由竹排、竹網、水雷、裝石沉船組成的重重阻攔工事：
銅版畫：淡水全景
「口之窄處，塞以竹排。排外有竹網，網之外埋水雷十餘具。其護水雷者，則沉溺之石船焉。由石船而水雷、而竹網、而竹排，凡四重。而又慮為敵所乘，復於排內伏水雷二十餘具」，有如此的防禦布置，利士比想硬闖淡水港顯然是不可能的。
淡水紅堡炮台
另外，利士比要是知道第一次基隆之戰時「維拉」號巡洋艦攔截並勒令退回的軍火船「萬利」號把船上所載的十九門170毫米克虜伯要塞炮等軍火統統載到淡水卸載的話，他肯定會把「維拉」號艦長維埃威上校的全家老小「親切」地「問候」一遍。除了用於防守入口的水雷是「萬利」號的貨物外，那十九門170毫米要塞炮也全數出現在被稱為「紅堡」的海岸炮台群的永備工事中。另外在「紅堡」下方的海灘上，孫開華又用沙包臨時堆出了一座炮台，裝備五門170毫米炮，稱為「白堡」炮台。這兩座炮台的射界覆蓋著淡水港的入口處和整個海平面，對法國人的威脅頗大。
利士比的旗艦：拉加利桑尼亞號鐵甲艦
利士比決定先通過炮轟來摧毀「紅堡」和「白堡」炮台，「蝮蛇」號、「德斯丹」號、「凱旋」號、「拉加利桑尼亞」號一字排開，在距「白堡」2600米，距紅堡3300米外的深水處停泊。鑒於淡水為第二次鴉片戰爭後開埠的通商口岸，留居有不少外國人，所以利士比向停泊在淡水港內的英國軍艦「甲蟲」號（HMS Cockshafer）掛出信號：「我將於明日十點開火」。希望由該艦艦長及時告知居住在淡水外國人趕快撤至安全地帶。可是利士比萬萬沒有想到的是，他出於好心的提醒最終被中國守軍所知。孫開華決定先下手為強，10月2日早上，各艦水兵正在擦洗甲板的時候，6時30分，「紅堡」炮台群突然搶先開火，受到打擊的利士比倉促下令還擊。但是由於晨霧籠罩炮台的緣故，還擊的炮彈不是打偏就是打高，倒使得淡水外國人的居所屢屢被擊，幸好先前外國僑民得到警告、撤出及時，這才無人受傷。交火的前半個小時，炮艦「蝮蛇」號由於泊位離炮台最近而遭到集中打擊，被命中數彈。淡水海關稅務司法來格窩在附近，見證了這一過程。
利士比艦隊中的德斯丹號巡洋艦
「斯時中國海灘炮台已設計許多沙袋圍護，備有新式克虜伯炮五尊，並與其上面高處所尚未修茸完竣之炮台，備有一尊從前膛裝藥之大炮……炮台發出炮彈，可命中擊打法船，將法國維伯戰船（即「蝮蛇」號炮艦）頭桅打成兩截，復於其船旁擊一大洞……而法國船發出之炮彈，甚不得力，均擊中於事無濟之他物，獨不能打炮台，是時炮台之完固，與未開仗之先，差無幾也。法船炮聲，至下午二點鐘乃止。嗣後逾多時分，復一繼一之發炮，直至晚九點鐘，炮聲方息。中國人之死傷者，約五十人。居本口岸之外國人，幸無一人受傷，惟居住之屋宇，受害匪輕。」
利士比艦隊中的凱旋號鐵甲艦
但是7時過後霧氣散去，「凱旋」號和「拉加利桑尼亞」號的240毫米巨炮開始發威，炮彈一顆接著一顆往炮台工事頭上砸。很快，沙包堆出來的「白堡」炮台很快被壓制，而「紅堡」炮台的炮聲也在9時55分被迫「安靜」了下來。
守軍的炮火被壓制住後，利士比越發肆無忌憚。當天下午，法艦繼續炮轟淡水城區，百姓多有死傷，在淡水的英國商人做了如下的記錄：「下午，法國佬還是陣陣濫射，盡往毫無守軍的地帶炮擊，真搞不懂他們打的是什麼仗？正想著，一顆炮彈破空而來，打中鄰屋，整間倒塌，留下三具屍體……」
炮擊淡水炮台的利士比艦隊
廢除了炮台的武功之後，當夜利士比就迫不及待的派隨軍工程師乘坐吃水淺的「蝮蛇」號前出查探防材漏洞。果然，發現了一個在漲潮的時候能容納舢板通過的缺口。
1884年10月3日凌晨，利用這個缺口，利士比派遣兩艘舢板去破壞防材後的水雷陣，沒料想還是驚動了守軍，守軍引爆了數顆水雷，激起了沖天水柱，不過由於距離過遠，並沒有炸到舢板。而兩艘鬼鬼祟祟的舢板也不敢繼續「作業」了，慌忙收工而去。
攻擊淡水的法軍最高指揮官利士比少將
從舢板上的工程人員口中，利士比得知布設在防材後的水雷是當時十分先進的電發水雷，通過電線與岸上的控制站連接，由岸上人員控制引爆，而且利士比得知：這個水雷控制站就在「白堡」炮台附近。
為了徹底消除水雷的威脅，利士比決定派兵登岸，奪占水雷控制站，將水雷全數引爆。可是，利士比手裡沒兵。沒辦法，只能派人去孤拔那裡求援：老大，給我點兵吧。
當利士比的親筆信由「德斯丹」號巡洋艦送到了基隆，孤拔盡力搜刮，從本來不過2000多人的登陸隊中撥出「杜居士路因」號、「雷諾堡」號和「巴雅」號的登陸隊近300人裝上運輸艦「膽」號增援給利士比，送得再多就會影響對基隆的控制。
面對利士比的求援，缺乏陸軍的孤拔能給予的幫助十分有限
10月5日下午，基隆派來的增援部隊抵達了淡水，此時利士比手裡擁有了600名登陸隊士兵。利士比召集各指揮官商議作戰行動，最後商定，600人由「拉加利桑尼亞」號大副馬丁上校（Martin）指揮，登陸後首先占領「紅堡」炮台，然後居高臨下再占「白堡」炮台，最後控制水雷控制站。
但是計劃永遠趕不上變化，10月6日和7日海面一直狂風大作，根本無法進行登陸作業。到10月8日終於風平浪靜了，可是馬丁上校的老毛病風濕病很不給面子的發作了，幾乎無法站立，更別說帶隊行動了，因此指揮官只能臨陣換將，改成了陸戰經驗欠缺的「雷諾堡」號艦長波林奴中校（Boulineau），這預示著這次登陸行動的某種不詳的徵兆。
10月8日上午8時45分，登陸隊開始從各自的軍艦往舢板上轉移，根據所屬的軍艦不同，600人的登陸隊被分為五個連：「拉加利桑尼亞」號的120人為第一連，「凱旋」號上的120人為第二連，「德斯丹」號、「雷諾堡」號上的130人為第三連，「杜居士路因」號上的130人為第四連，「巴雅」號上的100人為第五連。以第一、二連為右翼、第五連為左翼、第三、四連為預備隊。在舢板奮力向海岸划去的過程中，軍艦開始進行炮火準備。9時55分，全部登陸隊登上了淡水的海灘，在此過程中沒有遇到一丁點的抵抗。利士比在望遠鏡裡面滿意的望著這一切，但是他的笑容很快就僵在了臉上。
原來，登陸隊登陸後壓根就沒有去「紅堡」，而是直撲「白堡」而去，波林奴難道是瘋了？不衝上「紅堡」，怎麼掃蕩「白堡」的清軍防禦工事？現在登陸隊對「白堡」的清軍防禦布置一無所知，中校大人顯然已經認為中國人早就放棄陣地逃命去了，沒有必要再費力去爬山，然後再從高處衝下來，多累人啊。
當600餘名法軍剛剛接近白堡炮台的叢林地帶時，擔任正面攔截的孫開華部兩營伏兵率先開火；而埋伏在紅炮台後的章高元部和劉朝祜部也突然衝出，殺向法軍右翼；而張李成部的台灣土著士兵則依仗對地形的熟悉，滲入了法軍側後大加騷擾，三面受擊、亂作一團的法軍開始歇斯底里的瘋狂亂射，加上清軍士兵槍法準頭有限，好歹穩住了陣腳，不過瘋狂射擊的惡果就是彈藥消耗大大超過預期，波林奴擔心每人十六盒彈藥根本架不住這群「帶槍的水手」胡亂放槍，下令放慢射速。可是非常不巧的是，號手卻在此時頭上冒血地栽倒在地；最後只能用接力棒的方式口頭傳達，效率之低可想而知；而且就算這些「帶槍的水手」接到了命令，可還是有許多人由於心理素質低下，依舊本能地操著步槍一通狂射，波林奴中校大人只能徒呼奈何！
混戰到上午11時45分的時候，波林奴被迫向利士比打出信號：軍火用盡、損失嚴重、被迫撤退。
不明就裡的利士比慌忙下令手下的戰艦開炮，阻攔清軍追兵、掩護登陸部隊撤回。下午13時30分，淡水戰鬥結束！
驚魂未定的法軍回到艦上，開始清點人數：有17人沒有回來，包括第一連連長方丹上尉，這位不走運的軍官成了此役陣亡的軍銜最高者（另外第二連連長德歐特上尉回到軍艦後傷重不治），另外有48人身上掛了彩，另外損失了四艘舢板，一門哈奇開斯機關炮。清軍的損失是80多人陣亡，200多人受傷。控制了戰場的清軍士兵（梨園「阿火」張李成所部的土勇，作戰異常彪悍）則按照慣例，將法軍遺留在岸上的屍體逐一剁下腦袋，掛在槍桿上，好回營領賞！一共砍得人頭9顆，方丹上尉的一隻帶著軍銜袖章的手臂也被砍走，另外的8人的屍身則下落不明。這些人頭得到的「待遇」是先掛在清軍營房附近示眾，然後被非常「風光」地抬著繞著淡水城內大街小巷遊行。如此「殘忍」讓在淡水的外國人頗為震驚，最終，這9顆人頭在停泊在淡水的英國軍艦「甲蟲」號艦長的交涉下，最終得以下葬。
張李成部原住民士兵
「淡水大捷」再次讓慈禧太后大喜過望，自掏腰包從內帑中掏出白銀一萬兩，為清軍斬獲的九顆人頭買單！
上交人頭換取犒賞的清軍士兵
「二十日，法登岸攻擊滬尾，經孫開華等擊敗；非常鏖戰，法死二、三百人，陣斬二十五名，我軍傷止百餘人」。
既然是大捷，自然少不了將官兵弁們喜聞樂見的論功行賞：
「諭內閣、劉銘傳奏、法軍攻撲滬尾。官軍接仗獲勝情形一折。法船分泊台北滬尾等處。八月二十日。法兵猛撲上岸。提督孫開華、督軍分路迎擊。提督章高元等、亦帶隊進剿。法兵挫而復進者數次。我軍短兵相接。孫開華率隊直前。陣斬執旗法將一名。並奪其旗。斃敵約三百名。敵勢不支。紛紛潰敗。其退至海邊爭渡覆溺者無算。在事尤為出力各員。自應優予獎勵。署福建陸路提督記名提督漳州鎮總兵孫開華。身先士卒。忠勇善戰。深堪嘉尚。加恩賞給騎都尉世職。並賞給白玉翎管一技。白玉搬指一個。白玉柄小刀一把。火鐮一把。大荷包一對。小荷包二個。以示優獎。提督章高元。據奏前於基隆案內已邀恩獎。總兵劉朝祜。系該撫侄孫。均未奏請獎勵。該提督等均著戰績。自應一體加恩。章高元、劉朝祜、著各賞給白玉翎管一技。白玉搬指一個。白玉柄小刀一把。火鐮一把。大荷包一對。小荷包二個。章高元並交部從優議敘。劉朝祜並賞加提督銜。提督龔占鰲。衝鋒陷陣。卓著戰功。著賞穿黃馬褂。總兵李定明。提督朱煥明。均著交軍機處存記。遇有各省總兵缺出。先行請旨簡放。李定明並以提督記名。賞換依博德恩巴圖魯名號。游擊范惠意。孔光治。均著免補游擊參將。以副將留於閩浙儘先補用。並賞加總兵銜。范惠意並賞給額騰依巴圖魯名號。副將畢長和。陳永隆。均著以總兵記名簡放。總兵梁秉成。著賞給克勇巴圖魯名號。並賞加提督銜。滬尾營守備蕭定邦。著以游擊儘先補用。並賞戴花翎。軍功張李成著以守備儘先補用。並賞換花翎。賞加都司銜。陳振泰、黃國添、蔡國梁、均著以千總儘先拔補。並賞給五品藍翎。從九品劉恕。著免補從九品縣丞。以知縣留於福建補用。欽奉慈禧端佑康頤昭豫莊誠皇太后懿旨。發去內帑銀一萬兩。賞給此次出力兵勇。著劉銘傳查明尤為奮勇者。傳旨賞給。該撫務當激勵將士。同心禦侮。共奏膚功。渥膺懋賞。」