1884 年8 月5 日，法国海军攻打台湾基隆，首度向清政府进行真正的武力侵略。
当中国方面的战报尚未传到北京时，法国政府即以外交照会的形式向中国通告攻打基隆一事，称自己的行动是对清政府不顾法方最后通牒的警告，属于迫不得已。扬言清政府如果不想看到其他港口发生类似的事情，就必须立刻回到外交谈判中，认真对待法国就观音桥事件所提出的认错和赔偿的要求。
法国美术作品：《马江之战》。画面上所表现的舰艇从左至右分别是：沉没的“扬武”，“德斯丹”“第45 号”“窝尔达”“野猫”
已在马江边眼睁睁看着法国军舰纵横往来的海疆事务并署船政大臣张佩纶（晚清名臣，张爱玲的祖父，李鸿章的女婿）得悉基隆事变后，急得五内俱焚。
8月16日，张佩纶便召集水师各舰的管带通报情况，紧急会商，定下江上设防方案：以船政水师旗舰“扬武”领队，炮舰“伏波”“福星”“艺新”，蚊子船“福胜”“建胜”，运输舰“琛航”“永保”，从船政江畔向对岸方向呈一字形排开，大致处在罗星塔锚地的边缘上，构筑成一道江上防线。如此，既可以防范法国军舰逼近船政炮击、登陆，同时又把守在通往省城福州的航道咽喉上。
除上述军舰外，张佩纶将杆雷艇以及火攻船埋伏在闽江支流乌龙江等处的港汊中，计划一旦战事爆发，这些小船即从各处出击，骚扰法国军舰， 策应船政水师军舰作战，发挥奇兵的作用。
考虑到中、法军舰所处的江面宽度只有不到一千米，在这种不利的地形上张佩纶制定的方案，总体而言还算可圈可点。不过，狭窄的江面注定了双方军舰一旦交战，根本不可能做多少回旋机动，主要将以残酷的近距离火炮对击来决定胜负，往往第一轮射击就可能左右胜负战局。这种情况下，显然先开火的一方将占有极大优势, 而张佩纶屡屡向清廷奏请但并不被采纳，由此船政水师采取先发制人的可能性微乎其微。即使不考虑这一点，船政水师军舰的火力，也并非是法国军舰的对手。
8 月21 日，台风降临福建沿海。
大战前夜
8 月22 日始终等不来朝廷进一步指示的张佩纶坐立不安了一整天。而此时，停泊在马江的法国军舰接到了开战的命令。22 日下午5 时，法国海军东京支队司令孤拔在临时旗舰“窝尔达”上正式收到了法国政府要求其于明日进攻福建船政的命令。
马江之战爆发前，中法双方舰船停泊位置示意图
在马江江面盘桓近一个月，孤拔对当地的水文情况已经非常熟悉。传达完作战令后，孤拔开始布置详细的作战方案。
23 日的开战时间，孤拔设定在下午2 时。原因是马江江水于每天上午涨潮，午后逐渐退潮。下舰首锚的军舰，在涨潮、落潮时，舰位会随着潮水的涌动发生变化。下午2 时江水已经开始退潮，根据观察，这段时间潮水刚好将船政厂前的“扬武”等中国主力军舰推动成船尾对向法舰的形势。此时开战，法舰得以直接攻击中国军舰火力薄弱的舰尾，中国军舰如果要旋转阵位，旋转过程中当舷侧朝向法舰时，更是给了法军进攻的良机。如此一招毒辣的计策，唯一的漏洞是，万一船政水师在上午时分首先开火，受涨潮的影响，恰好会出现法国军舰船尾朝向中国军舰的情况，那时优劣形势将完全倒转。
痛失战机
8月23日，天色大明后，谁也没想到今天竟是一个如此晴朗的日子。台风过去，碧空如洗，江面上风平浪静，一派瑰丽美景。“二十三日星期六的晨曦，预告本日为天空纯净无比的一天。太阳从东方的山岭后光华灿烂地现出，平静、瑰伟的闽江水湍急地流着……”
上午9 时30 分，马江江水流速陡然增快，大潮如期而至。孤拔下令各舰开始做战斗准备，15 分钟后，赶在电报通知中国人之前，所有的法国军舰都按时完成了备战工作。桅盘上的哈乞开司5 管机关炮炮手都已就位，火炮全部已经上膛，杆雷艇的汽车式锅炉内也已经储满蒸汽……
清代报道中法马江开战的报纸号外。图画虽然少了一点西方写实的风格，但所有的军舰布置大致不错，是研究马江之战的重要中方阵图资料
下午2时之前，一直都是法国军舰最紧张的时刻。意味着直到孤拔制定的下午2 时开战时之前，中国军舰随时有可能向法军发起的进攻，将左右战局。
下午1时30 分，马江退潮。根据旗舰号令，法国水兵全部回到各自岗位。将近1 时45 分时，孤拔下令各舰起锚，准备开行。看着江面上一艘艘法国军舰纷纷起锚，停泊在马江的船政水师各舰已经感觉情形不对，张佩纶也通过岸边观察，越发觉得形势正在大变。但张佩纶目前所得到的授权，仅是多天之前总理衙门寄来的谕旨，即发现法舰人蠢动，立即攻击。但是“蠢动”之词该做何理解？万一贸然开火，导致局势溃烂，无法收拾，清政府搞不好就要追究到他冒然开战的责任。
此时法国旗炮舰“窝尔达”前桅横桁上升起一面特殊的旗帜，即一号信号旗。按照孤拔在前一晚所作的作战部署，这面一号信号旗此时的寓意，就是下令法军的杆雷艇开始出击。
血染马江
受潮水裹胁，正处在船尾对向法国军舰的船政水师各舰，面对突然而至的战火，匆忙展开了各自为战式的还手，在如此狭窄的江面上作战，敌我双方的距离近到了简直犹如白刃拼杀，法国军舰已然抢占了先手，船政军舰该怎样扭转局面？枯守马江近一个月的中国军舰，在对手开始进攻后，才终于得到了放手一搏的自由，但是这显然来得太晚了。这场内河上的战斗又恰如是一场决斗，阵形、指挥都已无法发挥什么作用，最最重要的是谁先动手，而另外一方几乎就没有任何的获胜机会。
由船政水师营务处兼管带张成指挥的“扬武”舰，排水量1560 吨，是船政自造的第一艘巡洋舰，也是当时马江上所有中国军舰的灵魂支柱，属于全军观瞻所系的旗舰。遭遇突然袭击后，“扬武”舰上各个岗位纷纷进入战斗状态，试图改变被动境地，调整舰位，用舷侧火力攻击法国旗舰“窝尔达”， 以给龙旗下的军舰们发挥标杆表率作用。
可以想见，当时的“扬武”舰必然是这样的一番情景：
轮机舱里水兵们在卖力地松开蒸汽阀门，试图驱动蒸汽机，尽快让军舰产生动力，摆脱坐困的局面。舰首锚甲板上，水兵们用大铁锤急急地砸着粗重的锚链，因为事机紧急，已经来不及使用操作复杂的吊锚杆起锚，只能快速砸断锚链，火星四溅中，钢铁锚链似乎还不为所动。本就不宽的露天火炮甲板上，到处都挤满了忙碌的人群，顶着法国军舰桅盘上劈头盖脸倾斜而来的哈乞开司机关炮弹，“扬武”舰所装备的笨重的威斯窝斯190 毫米口径前膛主炮被水兵们推着、滑车拽着，沿着敷设在甲板上的轨道，缓慢地进入舷侧炮位。船舷边上的一个个炮门里，威斯窝斯160 毫米口径副炮的炮手们正都探出头来，挥着长长的装弹撑杆，费劲地从炮口伸入，填实装弹。“扬武” 舰犹如一条正在挣脱束缚的苍龙，缓缓地移动着。
法国美术作品：《马江之战开战》。画面左侧表现了法国杆雷艇袭击“扬武”和“伏波”的情景
几乎与上述的一幕同时发生，站在“扬武”飞桥上的管带张成猛然间感到脚下一阵剧烈震动，伴随着爆炸声，一团火焰从舰体左舷中部升起。下午1 时56 分40 秒，法国海军“46 号”杆雷艇成功地用杆雷击中了“扬武”舰， “扬武”木质的舰体无法承受如此重创，舰壳被炸开了一个致命的裂口，江水顺着破口不断灌入舰内，“它（‘扬武’）的左舷一下子撞裂开来……巨大的船只受到致命的一击不断地发出气喘声，机器奄奄一息，就像肺部在呼吸最后的一口气一样”。 也就在此时，“扬武”舷侧的一门160 毫米口径火炮，准确命中了“46 号”杆雷艇，将其击损。
猝然遭受重创的“扬武”尽管不断倾斜下沉，仍然在努力地往江边浅水区挪动，意图搁浅自救，最终还是无法支撑，在近岸地方无助地沉没，因为该处江水不深，沉没后的“扬武”还有大量上层建筑露出水面。开战仅仅才不到1 分钟的时间，船政水师的旗舰即痛苦沉没，似乎预示了此战的结局。
“福星”舰属于船政自造的“湄云”级炮舰，排水量只有515 吨，舰体长51.8 米，机动性要比大型军舰更为灵活。 “福星”成为马江之战中最先进入主动攻敌状态的中国军舰之一。当“扬武”舰遭到法舰炮火聚攻时，舰体小、转向灵活的“福星”就已经准备驶近“扬武”。
但尚未来得及赴援，“扬武”就已经不幸沉没，“福星”舰管带陈英悲痛不已，决心要拼死扭转眼前的不利局面。他喝退劝他暂退的仆从，站立在“福星”的露天飞桥上，号令全舰官兵：“男子汉食君之禄，当以死报之！今日之事，有进无退！我船锐进为倡，当有继者，安知不可望胜！”像极了多年后甲午黄海海战中的“致远”舰，小炮舰“福星”开足马力向法军旗舰“窝尔达”所在的方向飞速冲去。
目睹“福星”舰的壮举，停泊在“福星”后方的船政水师蚊子船“福胜”“建胜”受到鼓舞，由参将衔补用游击尽先都司吕翰统一指挥，两艘蚊子船从后方双双尾随着“福星”前进。
“窝尔达”“益士弼”“蝮蛇”“野猫”立刻将刚才轰击“扬武”的炮火， 调整向进攻而来的中国军舰，尤其是领头的“福星”舰。平日被人看作文弱书生的陈英，此刻完全是一副海上英雄的慷慨激昂模样，他站在露天飞桥上，一面督促着下方的160 毫米口径威斯窝斯大炮装弹备战，一面不断鼓励着他的将士们。忽然，法舰上射来的一颗哈乞开司机关炮弹击中了他的胸膛，高昂着的头颅慢慢垂下，鲜血染红了飞桥甲板，牺牲时年仅28 岁。二副六品军功张春上前接替指挥，又被炮火击中殉难。三副五品军功王涟继之，也倒在了法军哈乞开司机关炮倾泻的弹雨中……
上图是美术作品：《马江之战》。画面左侧最下方浓烟滚滚的军舰是“飞云”舰，其右侧已经严重侧斜的军舰是炮舰“振威”。“飞云”左上方是法国巡洋舰“杜居土路因”，“振威”右上方是法国军舰“凯旋”
马江之战时，参战的船政水师军舰基本都是露天火炮甲板设计，近距离作战中，法国军舰桅杆上的哈乞开司5 管机关炮，简直成了船政军舰的噩梦。高速旋转的炮管，飞泻而下的弹雨，将一艘艘中国军舰的火炮甲板打得血肉横飞。虽然总有那些英勇无畏的将士，在弹雨中前仆后继，奋力抗敌，但面对来自高处的攻击，根本没有还手之力。
1884 年8 月23 日下午2 时15 分，马江江面上已经没有了中国军舰的踪影。仅仅不到20 分钟，船政水师几乎全军覆没。
炮战至下午3 时45 分，船政厂区的一处弹药库被击中，发生剧烈爆炸。4 时，孤拔下令停止炮击，预备结束当天的战斗。当法国军舰的炮火稍一停歇， 中歧山上的克虏伯炮开始聚焦“窝尔达”发起猛烈炮击，包括孤拔的副官莱威尔（Ravel）上尉在内的多名法军官兵被击毙击伤。经过近1 个小时的交火， 船政后山那座英勇的炮台最后也被法军炮火压制，火炮被摧毁，傍晚4 时55 分，马江江面安静了下来。
暮色茫茫中，夕阳将江水映得一片血红，突然间，上游港汊出现一连串的火球，顺着江流向法国舰队方向漂来。受潮水流向和风向制约，始终未能发挥作用的中国火攻船，这时开始出现了。但未对法军造成多大损害。作为中法战争中最大的一场海军舰队战役，马江之战在中方默默的火攻中黯然落幕。
此战，船政水师共损失军舰9 艘，有姓名可考的阵亡者达500 余人，而法军仅仅只损失了2 艘杆雷艇，共阵亡6 人，受伤27 人。