1840年7月6日，英军攻陷浙江舟山定海，这是鸦片战争中陷于英军之手的第一座城池。为了更好的威逼清政府，英国舰队继续北上，直指天津大沽口。
大沽口位于今天津市东南，是今北运河（含北运河、潮白河与蓟运河）、永定河、大清河、子牙河、南运河五大支流组成的海河出海口，明清时期海河称直沽河、大沽河，因而有了大沽口之名。因其上游为发源于河北省张家口市沽源县白河（沙洁白，故名白河），所以又有白河口之称谓，这是第一次鸦片战争中英军所到达的中国最北方地区。
1840年8月3日（清道光二十年七月六日），两广总督林则徐的奏报到了道光帝的案头，言明英军北上，进犯京津的企图，预警沿海各处应加以防范。当日，道光令直隶总督琦善赶赴天津，筹备海防。此时天津仅800余名士兵中，可堪一战的不过600人，其余沿海驻扎在葛沽、大沽、海口的三营士兵总共才200余人。而且作为海防要地，天津竟然没有水师军舰。面对不利局面，琦善只得从其他地方火速调兵增援，将2000名从各地调来的士兵驻扎在海口，防止英军上岸。同时将天津大沽口附近的渔船逐一编号，防止英军奸细混入内河；另外，除了天津、宁河两处较大的河口外，其余所有小的入海口都被用水下暗桩阻塞了航道，以防英国军舰驶入。
1840年8月6日（清道光二十年七月九日），经过了8天的航行，侵华英军司令懿律和驻华领事义律率领英舰船8艘(5 艘为兵舰)，从舟山群岛过山东半岛进入大沽口海域。
这不是大沽口第一次迎来英国人的舰船，与之不同的是之前还有和平的味道，今日则是赤裸裸的战争威胁。1793年7月25日（清乾隆五十八年六月十八日），英国马戛尔尼使团抵达天津大沽，并由此辗转抵达热河行宫，觐见乾隆皇帝。1816年8月13日（清仁宗嘉庆二十一年闰六月二十），英国阿美士德使团抵达天津，嘉庆帝决定8月29日于颐和园接见英使，但最终因礼仪问题引起不快，阿美士德未被接见便被礼送出境。值得一提的是，英国使团在返程途中，到访流放拿破仑的圣赫勒拿岛，这成为了“中国睡狮论”源头。据阿美士德使团记载，当时拿破仑的精神与健康十分良好，并认为阿美士德勋爵出使中国理应入乡随俗，向清帝叩头。这两次觐见，英国既有通商贸易等正常要求，但也有割占岛屿等殖民性质的条款，虽最终未有所获，但两次中国之行，将清朝的军政地理、风俗民情尽收眼底，为日后发动侵略战争做了必要准备。
乾隆接见英国使团近五十年后，英舰队带着枪炮而来，巨大的实力悬殊下，道光帝的态度发生了微妙的变化。
1840年8月9日（清道光二十年七月十二日）,道光帝令琦善“督饬所属严密防范，临时仍相机办理,如该洋船驶至海口,果无桀骜情形,不必遽行开枪开炮,倘有投递禀帖情事,无论洋字汉字,即将原禀进呈。”
1840年8月11日，义律乘汽船马达牙士加号越过拦江沙驶至大沽炮台下，要求清方派员到英舰接收“抗议书”，直隶总督琦善当日将此情况报告道光皇帝，并派后营游击罗应鳌登上“威里士厘号”与英军首领会面。义律与英军少将梅特兰声称，这次来到大沽口的目的就是为了奉命投书，申诉在广东受到的“不公平待遇”，并要求登岸购买食物。
1840年8月15日，琦善经道光皇帝批准，派左营千总白含章前往接受英国照会。白含章等人刚到拦江沙口，就看见懿律带领着几艘小船在打水测量航道。原来，英军趁在等候清政府回信的机会，懿律每天亲自率领小船到河口测量水位，并已经将大沽炮台一带的地形绘制成图。天津海口航道事关军事秘密，特别是在航道没有标记的情况下，谁掌握了航道情况就掌握了战争的主动。见到懿律如此行为，白含章严厉斥责懿律不守信用。懿律赶忙以一些借口推脱并收拾器具，与白含章回到“威里士厘号”，递交了《巴麦尊子爵致大清宰相照会》，琦善则安排送牛羊给英军。
1840年8月29日，琦善用船又向英国军舰送去20头牛、200只羊和许多鸡、鸭以及2000多个鸡蛋和大量的蔬菜。当英国人要付钱给清军时，琦善却说英军使团是皇帝的客人，一分钱都没敢收。可是就在前一天，懿律还在指挥英军安设进入海河河口水道的浮标，做武力进攻天津的准备。
1840年8月30日（清道光二十年八月四日），琦善于大沽口海岸上架设帐幕8座，开始与英方代表义律谈判。谈判两小时未获结果。义律坚持巴麦尊照会中的各项无理要求，割地赔款、战争威胁，琦善迫于英军武力，妥协退让，谓待钦差往广东调查得实情后，一切均可解决。
此时大沽口外的英军情况亦不容乐观，渤海地区天气渐寒，长期漂泊洋面，英军补给不足，且疫病流行，见清政府已有妥协退让之意，义律等同意离开大沽南下。
1840年9月15日（清道光二十年八月二十日），英国舰队离开京津地区，南下广州，危机解除，这一事件史称“白河投书”。
这一事件，动摇了道光帝抗战的决心，更动摇了其对于林则徐的信任，不久林则徐免官去职，发配新疆，琦善主政两广，割让香港。
