1840年6月，英國遠征軍到達廣東的珠江口，戰爭一觸即發。按照英國外相巴麥尊的指示，英軍「有效的打擊應當打到接近首都的地方」。因此，英軍用少數部隊封鎖珠江口後，主力於7月攻陷浙江定海，繼續北上。同年8月抵達天津海口，清政府萬分震驚。英軍遞交了巴麥尊的照會，清政府直隸總督琦善立即上呈道光帝。該照會有五分之三的篇幅是對林則徐禁煙運動的指控，其餘則要求清政府割讓土地，賠償軍費和煙價等。道光誤認為英軍是衝着林則徐前來訴冤的，於是罷免林則徐，改命琦善為欽差大臣南下。而英軍鑑於北方海口將封凍，也於同年9月中旬回到廣東。

1840年12月，中英開始談判。琦善以英方所提出割讓香港等條款超越其職權，不敢擅作主張。1841年1月，英軍攻佔了沙角、大角炮台。琦善感到異常驚恐，才答應英軍的要求，代為禀告道光帝。道光帝得知琦善在廣州的所為及沙角、大角炮台失陷的消息後，大為震怒，決定派奕山、楊芳赴廣東作戰。

英國駐華商務總監督義律卻在1月20日單方面公佈《穿鼻草約》，主要內容包括：割讓香港島、賠償煙價六百萬銀元、恢復廣州通商等。條約未經皇帝批准，琦善也沒有蓋用關防印，因此不具效力，但義律據此無效條約，於1月26日登陸及強佔香港島。英國外相巴麥尊對義律的這種行為極表不滿，並從根本上否認條約的存在。

2月23日，義律率兵船進攻虎門炮台，雖然廣東水師提督關天培率部英勇抵抗，但在英軍猛攻下，炮台最終失陷，關天培犠牲，史稱「虎門之戰」。「虎門之戰」後，英軍選擇廣州作為其下一步的攻擊目標。道光皇帝此時堅決抵抗，他罷免了琦善，任命楊芳和奕山為主帥，並調集湖南、江西等七省軍隊到廣州參戰。中英雙方一直作戰於廣州一帶。楊芳和奕山無法戰勝，在廣州內河、廣州城等戰鬥中，清軍一敗再敗。廣州戰敗後，清軍主帥奕山派廣州知府余保純前往英國商館求和。英國的全權代表義律提出以下停戰條件：一，奕山、楊芳須在六天內率兵出城，到廣州城外二百里駐紮；二，中國賠償英國軍費六百萬銀元，限在七天交清；三，中國賠償英國商館被焚燒搶劫，和林則徐燒船的損失；四，清政府如期付款後，英軍可退出虎門口外。5月27日，雙方達成「停戰協定」。到5月31日，奕山提前付清了六百萬銀元賠償費。從6月1日起的一周內，英國陸海軍從廣州撤出，集結於香港。廣州的戰局就以這樣的城下之盟告終。

廣州戰局結束後，1841年8月，英軍再度進攻廈門，東南沿海的福建、江蘇、浙江地區成為英軍進攻的重點。道光皇帝下令堅決抵抗，他任命的主帥顏伯燾和裕謙也是積極抵抗派。他們在各自的防區內，修建堅固的防禦工事，但都抵擋不了堅船利炮的新式西方軍備。隨後，定海、鎮海、寧波、乍浦、吳淞、上海、鎮江也相繼失陷。1842年8月初，英軍兵臨南京城下。8月29日，清政府代表耆英、伊里布、牛鑑，被迫與英國全權代表璞鼎查簽署《南京條約》，第一次鴉片戰爭宣告結束。1843年10月8日，中國又與英國簽署了《虎門條約》。1844年7月3日，中國與美國簽署了《望廈條約》。同年10月24日，中法締結《黃埔條約》。這些都是中國歷史上第一批不平等條約。