Бой в Дагу начался несколько ранее запланированного времени и до истечения срока ультиматума. В 0 часов 50 минут 4 июня 1900 г. с китайских фортов по канонеркам был открыт артиллерийский огонь. На первом этапе боя завязалась артиллерийская дуэль между всеми шестью канонерками и фортами Дагу, которые смогли использовать против стоящих на реке судов только 33 орудия. Бой начался при малой воде, и снаряды китайцев, пристрелявших орудия в полную воду, ложились с перелетом. Но до большой воды и русские не могли использовать самое крупное орудие, установленное на «Бобре».
В начале боя английский контрминоносец при поддержке пулеметов «Гиляка» захватил стоявшие в доках четыре китайских миноносца, брошенных в начале боя своими командами. В это же время в устье Пэйхо была захвачена убегавшая китайская миноноска. Русские миноносцы во время боя осуществляли охрану станции Тангу. Экипажи миноносцев во главе с вахтенными начальниками мичманами Славинским и Прохоровым высадились на берег и винтовочными выстрелами разогнали китайцев, начавших грабежи на станции. Миноносцы № 203 и № 207 заняли без боя китайское Адмиралтейство и захватили миноносный крейсер и военный паровой катер. На адмиралтейском флагштоке был поднят Андреевский флаг. Миноносец № 203 принимал участие в перевозке сухопутных отрядов через реку во время боя.
Артиллерийская дуэль продолжалась в течение нескольких часов, эффективность китайского огня возросла с повышением уровня воды. Огонь с канонерок не причинял фортам серьезных повреждений, 229-мм орудие «Бобра» успело сделать лишь два выстрела и было повреждено осколками разорвавшегося вблизи китайского снаряда. К концу боя повреждение было исправлено. В начале боя 203-мм снаряд попал в «Гиляка», но, не прекращая боя, команда потушила пожар, подвела пластырь и через 2,5 часа корабль получил возможность двигаться. Потери команды составили 8 убитых и 48 раненых. Сильнее всех пострадал «Кореец», на нем первым же попаданием было выведено из строя 45 человек, а всего лодка получила 6 пробоин. Артиллерия канонерок не смогла разрушить укрепления Дагу, но на фортах были взорваны пороховые погреба. Кроме того, пулеметным огнем с «Гиляка» была разогнана прислуга береговой артиллерии.
Один из фортов Дагу, взятый русскими войсками
Задача захвата фортов полностью ложилась на десанты. Сухопутные отряды начали занимать исходные позиции около 4-го форта до начала боя и с началом обстрела сосредоточились в 800 шагах от него. Однако китайские укрепления не пострадали, и на военном совете под руководством германского капитана Поля было принято решение на штурм не идти. Командир русской роты не согласился с мнением военного совета и первым начал штурм форта. Англичане поддержали русскую атаку, затем в наступление перешли все десанты. Русские прорвались