6月16日凌晨，英军开始向吴淞发起攻击。英军以“布郎底”号、“汗华丽”号两舰扑犯西炮台正面，以“摩底士底”号、“哥伦拜恩”号和“克里欧”号攻向新月堰炮台，以“西索斯梯斯”号和“谭那萨林”号进攻东炮台。西炮台是吴淞要塞的核心，陈化成率守军沉着应战，以猛烈的炮火阻击英舰。当时双方激战情形，据英方参战的柏纳德记载称：中国军队“始终打得很凶猛，我方战舰在指定地点停妥后始行回击；双方连续炮战达两个半小时……我方军队自与中国军队作战以来，中国人的炮火以这次为最厉害。我军旗舰被击中多次，后墙被击中三炮；‘布郎底’号被击中十四次，希威特海军中尉在甲板上被一颗炮弹击中而阵亡。‘西索斯梯斯’号被击中十一次，其他舰只也都被击中多次。”奥特隆尼也记述称：英军的“好几艘舰船被守军炮火打穿了，第一炮的一颗炮弹，把巡洋舰‘布郎底’号上的一位军官和几位水手打死了；另一颗炮弹，把轮船‘弗莱吉森’号外轮盖间的一位水深测量手的两腿打断了”。