Фактически по кораблям, стоящим на реке против фортов, могли стрелять (и стреляли) 33 орудия. Однако в крупнокалиберной артиллерии китайцы имели превосходство. Они заранее пристреляли фарватер в полную воду, поэтому в начале боя их снаряды давали перелеты, так как бой начался в то время, когда был отлив.

Хотя международная эскадра значительно превосходила по огневой мощи форты, крупные корабли из-за мелководья устья реки Пейхо вынуждены были стать на якорь в 12 милях от берега и не могли обстреливать укрепления. Таким образом, взятие фортов ложилось на мелкосидящие канонерки, которые могли использовать 48 орудий и пулемётов (в основном малого калибра) и высаженный на берег десант из 140 германских матросов, 20 австрийцев, 160 британцев и 300 японцев. Большое число японцев объясняется тем, что канонерская лодка «Акаги» была неисправна и значительная часть её экипажа использовалась в качестве десантников.

От России в качестве десанта была выделена сводная рота из 163 солдат 12-го Восточносибирского стрелкового полка. Что же собой представляло это подразделение? Это был личный состав полка, по болезни или другим причинам оставшийся в Порт-Артуре после отправки части в Тяньцзинь: нижние чины из кашеваров, люди из швальни (ремонтно-пошивочной мастерской), огородники и тому подобных подразделений. Командовал ротой поручик Станкевич, его помощником был подпоручик Янчис

На военном совете было принято решение первым атаковать форт № 4, так как после его захвата становилось возможным простреливать все форты, а затем последовательно занять все укрепления…

Вечером 16 июня 1900 г. 3 российских и британская канонерки заняли свои места согласно диспозиции. Из-за того, что не успели к назначенному сроку, французской и германской канонерским лодкам «Лион» и «Илтио пришлось занимать свои места под огнём китайцев. По плану срок готовности к началу боя был назначен на 2 часа ночи (срок окончания ультиматума). Время открытия огня планировалось на 4 часа. Одновременно с открытием огня британские и российские миноносцы должны были подняться по реке и начать обстрел портов с тыла. К коменданту фортов Таку был отправлен самый младший из командиров находившихся на реке кораблей — лейтенант Бахметьев, командир миноносца № 207. В это время остальные командиры готовили свои корабли к бою. К губернатору Тяньцзиня и Северного Китая был направлен мичман Шрамченко, сопровождаемый матросом 1-й статьи Савчуком.

При подготовке к бою для того, чтобы хоть как-то защитить экипажи небронированных канлодок «Бобр», «Гиляк» и «Кореец», которые при дистанции боя в 3 километра пронизывались снарядами в оба борта, над машинами и котлами уложили якорные цепи, а борта прикрыли скатанными матросскими койками и парусами — для защиты от ружейных пуль и осколков снарядов. Эти довольно тяжёлые работы были закончены к половине восьмого вечера, когда корабли начали движение для занятия мест по диспозиции. Завершив манёвр, экипажи в полном вооружении легли спать на боевых постах, пробив боевую тревогу, выключив огни и зарядив орудия.

В 11 часов вечера вернулся лейтенант Бахметьев. Китайский комендант в беседе с ним был любезен и даже поинтересовался, какой форт желают занять соединённые силы, а напоследок пообещал дать ответ до поставленного срока. Ирония этого заявления стала понятна, когда за 1 час 10 минут до истечения назначенного срока китайцы открыли огонь.

Поскольку корабли стояли в готовности к бою, они немедленно начали ответную стрельбу. С началом боя британские миноносцы пошли в доки для захвата стоявших там 4 китайских миноносцев. Цели своей англичане достигли без боя, так как китайские команды разбежались с первыми выстрелами.

Наши миноносцы № 205 и № 209 заняли китайское Адмиралтейство Таку, где находился минный крейсер, менявший дейдвудные валы. И тут противодействия моряки не встретили. Через час после начала боя начала прибывать вода (начался прилив), и на «Бобре» ввели в действие крупнейшее из имевшихся на кораблях орудий — 9-дюймовую картузную пушку. Но орудие произвело всего два выстрела, после чего было повреждено осколками разорвавшегося вблизи китайского снаряда, а при откате орудие сломало направляющие планки.

В ходе боя машинной команде удалось вывернуть сломанные болты, исправить нарезку в подболтовых отверстиях, изготовить резьбу на новых болтах и новые направляющие планки. К концу боя девятидюймовое орудие вновь открыло огонь.

Так и на всех кораблях — под огнём противника хладнокровно ликвидировались повреждения, заделывались перебитые паропроводы, тушились возникшие пожары, на подводные пробоины заводились пластыри. Люди сражались и одновременно исправляли повреждения.

В начале боя в канонерскую лодку попал 203-мм снаряд, вызвавший взрыв 75-мм патронов. Возникший пожар был погашен в 15 минут, без прекращения огня был заведён пластырь, что позволило откачать воду из трёх затопленных помещений. Чтобы не прерывать огонь на время осушения погребов, рулевой Улановский из полузатопленного погреба подавал наверх 120-мм снаряды. Благодаря самоотверженным действиям команды, несмотря на тяжесть повреждений, через 2,5 часа после начала боя они были исправлены, а корабль получил возможность двигаться.

В ходе боя под огнём «Гиляка» и «Корейца» на фортах были взорваны пороховые погреба, в чём отличились комендоры Вереютин и Вавилов. На «Гиляке» очень эффективным оказался огонь марсовых пулемётов по прислуге береговой артиллерии, от которого китайские артиллеристы разбегались в разные стороны.

Из наших кораблей кроме «Гиляка» особенно сильно пострадал «Кореец», в который попали несколько крупных снарядов. От взрывов начались пожары во внутренних помещениях и погребах, но сразу затопить последние не удалось, так как ключи от клапанов затопления взрывом выбило из рук трюмного машиниста, и предотвратить взрыв удалось лишь с помощью ручных брандспойтов. Взрывами были убиты несколько матросов и офицеров, пострадал и корабельный врач коллежский асессор Кальнин, контуженный близко разорвавшимся снарядом и пришедший в себя лишь через сутки. Поэтому в ходе боя для оказания помощи раненым на «Кореец» был срочно переправлен врач канонерской лодки «Бобр» Русанов.

Экипажи миноносцев, возглавляемые вахтенными начальниками мичманами Славинским и Прохоровым, высадились на берег и обнаружили, что из-за ухода десантных войск железнодорожная станция подвергается разграблению китайцами. Высадившиеся моряки винтовочными выстрелами разогнали грабителей и взяли вокзал под свою охрану, а через два часа после начала боя заняли арсенал и подняли флаги на стоявшем там минном крейсере, на военном паровом катере, на стреле крана и флагштоке Адмиралтейства. После захвата фортов северной стороны миноносцы обеспечили переброску войск на другой берег (кстати, эти войска снабдили российскими флагами, поскольку наши армейцы их не имели).

К семи часам бой, в котором экипажи кораблей поддержали славные традиции российского флота и исполнили свой долг, закончился. Личный состав приступил к устранению повреждений и приведению кораблей в порядок…

На суше тем временем дела развивались следующим образом.

В третьем часу ночи высаженный десант пошёл в атаку. Предполагалось, что находящиеся на берегу отряды, соединившись, будут ждать окончания бомбардировки фортов, после чего пойдут в атаку на укрепления. Поскольку огонь китайцев был открыт раньше ожидаемого срока, высаженные десантники сразу сосредоточились в 800 шагах от форта, намеченного к атаке. Германский капитан Поль, бывший старшим в десанте, собрал сухопутных командиров на военный совет, где было решено: поскольку бреши в стене форта не сделано, на штурм не идти. Стены форта имели 18 — 20 футов (5,5 — 6 м) высоты и были сложены из цементно-глиняных массивов толщиной примерно в 10 метров. Подделывания бреши пришлось ждать долго, ведь корабельная артиллерия была сравнительно небольших калибров.