光绪九年(1883年)十一月，应越南政府之请驻在越南北方山西的清军受到侵越法军的进攻。清廷屈服于法国侵略者的讹诈，于光绪十年四月签订《中法简明条约》。签约仅1个多月，法军即袭击驻在谅山的清军，制造“北黎冲突”，借此要求清廷立即撤军，并索取巨额赔款。清政府一面下令撤回北圻清军，一面命两江总督曾国荃与法使巴德诺在上海谈判。法国在谈判的同时，命海军远东舰队司令孤拔率舰队从南海北上，企图占领中国沿海港口，踞地为质，对清廷施加压力，索取赔款。

　　当时负责福建军务的钦差会办福建海疆事宜大臣张佩纶等，秉承慈禧太后“无旨不得开炮”和北洋大臣李鸿章“衅不可自我开”的意旨，对入侵法舰不敢阻止。闰五月二十一日，法舰以“游历”为名要求进入闽江口。次日，闽浙总督何王景允许其开进两舰，停泊罗星塔附近。二十三日，又允许孤拔率旗舰“窝尔达”号等两舰开到马尾，给予友好款待，希图缓和局势。此后，法舰在马尾港或五六艘，或七八艘，出入无阻。它们与中国军舰首尾相接，日夜监视福建水师，前后达月余之久。

　　六月，孤拔率部分舰只进攻台湾基隆，战败，即将舰队主力集中于马尾，泊于罗星塔东南江面，少数舰只泊于马祖澳，控制闽江口，完成作战部署。在马尾的法舰编成两个梯队：前梯队由轻巡洋舰“窝尔达”号和炮舰“益士弼”号、“蝮蛇”号、“豺狼”号(或译“野猫”号)及四十五、四十六号鱼雷艇编成；后梯队由巡洋舰“杜居土路因”号和炮舰“维拉”号、“德斯丹”号编成。加上临战前赶来的装甲巡洋舰“凯旋”号，共10艘，总排水量近15000吨，火炮72门(一说77门)，船员1790人(一说1830人)。

　　福建水师军舰原在港的仅有轻巡洋舰“扬武”号和炮船“福胜”号、“建胜”号3艘，后从本省各港调回炮舰“振威”号、“伏波”号、“艺新”号、“福星”号，从广东调回炮舰“飞云”号、“济安”号。在厂待修的武装运输船“永保”号、“琛航”号也驶离船槽备战。共11艘，内除“福胜”号、“建胜”号为铁壳外，其余均为木壳船。总排水量约6500吨，火炮44门(一说45门)，船员1200余人。其中8艘泊于罗星塔以西，法舰前梯队上游；3艘泊于罗星塔东南，与法舰后梯队对峙。另有水师旧式兵船和武装商渔船各20余艘，散泊于港区沿岸和港汊内。江防陆军至临战前增至20余营，并有大量自动参战的群众武装。其中11个营驻守马尾船厂和附近江岸，11个营驻守琯头至长门各要点，民壮近2000人协守闽安至琯头两岸。从马尾至闽江口共有新旧炮台10余处，仅马尾附近就有7处，共有岸炮30余门。何王景、张兆栋(福建巡抚)留守福州；张佩纶、何如璋(福建船政大臣)住马尾指挥附近水陆各军；穆图善(福州将军)坐镇长门，督各炮台控制闽江口。清军总兵力虽然超过法军，但装备陈旧，弹药不足，又缺乏周密的作战准备，在总体上明显处于劣势。

　　六月二十七日，清政府见和谈无望，遂撤回上海谈判代表，令各省极力筹防，严行戒备。但对马尾方面，仅指示“法舰在内者应设法阻其出口，其未进口者不准再入”，并未解除不得先开炮的禁令。

　　七月初一日，法国驻北京代办谢满禄以基隆事件为借口，下旗离京。初二日，法海军部电令孤拔消灭福建水师。当晚8时，孤拔召开作战会议，决定于次日下午二时，利用退潮船体转向的有利时机开战。当时在港法舰从吨位、防护力、重炮数量、兵员素质上均占优势，而且“在退潮时方攻击”，使大部中国军舰舰尾(火力最弱部位)置于法舰舰首主炮之前，这对福建水师极为不利。

　　七月初三日(8月23日)八时，法国驻福州领事白藻太将开战时间通知各国驻福州领事馆。闽浙总督何王景于“午时接法领事照会”才知当日开战，立即向马尾、长门打电报，“长门线断不得达，马尾未接电音，而法人已先开炮”。当日下午1时56分，孤拔指挥在港所有法舰对近在咫尺、毫无准备的中国军舰突然开火。福建水师船只来不及起锚，即被敌舰第一排炮弹击沉两艘(“琛航”和“永保”号)，重创多艘。水师官兵在密集炮火下，断锚转舵，浴血还击。

　　福建水师旗舰“扬武”号用舰尾炮准确地还击在它下游的法军旗舰“窝尔达”号，首发命中舰桥，击毙其引水和5名水手，孤拔差一点丧命。此时法军46号鱼雷艇冲过来发射鱼雷，“扬武”号中雷下沉。该鱼雷艇也被清军岸炮击中，锅炉爆炸。“扬武”号即将下沉时，舰上官兵继续坚持岗位，战斗到该舰沉没。炮舰“福星”号离法舰最近，一开始就受了重伤，但它立即断锚转向，冲向敌阵，瞄准“窝尔达”号猛烈射击，连续命中，并击退45号鱼雷艇的进攻。孤拔遂指挥3艘舰围攻“福星”号。该舰管驾陈英在舰身多处中弹、人员伤亡过半的情况下，登高传呼“有进无退!”舰上官兵喊着杀敌声，全速冲向法军旗舰，吓得“窝尔达”号急忙后退。不幸“福星”号火药舱中弹爆炸，官兵壮烈牺牲。受伤的“福胜”、“建胜”号也奋力抵抗，直至沉没。附近的“伏波”、“艺新”号受伤后突围西驶，搁浅林浦，丧失战斗力。

　　在罗星塔下游的“振威”、“飞云”、“济安”号遭到袭击后拼死奋战。“振威”号受到法巡洋舰“凯旋”号等围攻，舰身中弹累累，管驾许寿山带伤指挥还击，下令全速向“凯旋”号冲去，决心与敌舰同归于尽，可惜半途又被重炮击中，官兵在烈火浓烟中奋战不息，在被敌鱼雷击中沉没前瞬间，还发射最后一颗炮弹，击伤一法舰舰长和两名士兵。“飞云”、“济安”号在“振威”号沉没后继续抵抗到底。“飞云”号督带高腾云一条腿被炸断，忍着剧痛手扶望台栏杆指挥战斗，又被一颗炮弹掀落江中，英勇殉国。由于两舰都是木壳。中弹后起火，先后在烈火燃烧中下沉。

　　在激烈的海战中，两岸军民积极配合水师军舰作战。马限山、罗星塔等炮台主动发炮助战，马限山炮台先后击中法军两艘鱼雷艇，一艘受重伤后逃到美国“企业”号舰旁避难，另一艘逃到下游后沉没。在战区两岸的水师旧兵船(小火轮)和武装商、渔船，因船小、风大流急，无法抵近攻击，便对火力范围内的法舰进行猛烈射击。江面战斗仅约半个小时，福建水师11艘舰船9艘沉没，2艘重伤搁浅。舰上尚存官兵攀援碎木板、断桅杆沉浮江中，惨无人道的法国侵略军又向漂浮江面、已经丧失抵抗能力的中国官兵射击，江水顿时染成红色。

　　下午2时30分以后，法国舰队主力转攻马尾造船厂和附近的炮台，一部兵力继续炮击周围水域的水师旧兵船和武装商渔船。在失去指挥情况下，各炮台自行还击。造船厂后高地的三门克虏伯大炮集中射击法军旗舰“窝尔达”号，击伤孤拔的上尉副官赖威尔等多人。下午4时55分，炮战停止，法舰仍泊罗星塔附近。入夜沿江军民自动驾驶炮船、渔船、盐船、火攻船，携带土炮、火炮、漂雷、放火器等，从四面八方不断逼近袭击法舰，使法舰整夜不得安宁，大部分舰只“移动三四次”。尚干乡农民林狮狮带领十余名壮士，驾武装盐船，星夜暗渡马江，以江边芦苇作掩护，突然向法军旗舰“窝尔达”号进攻，击中旗舰座舱，不幸船被敌舰炮击毁，林狮狮等全部牺牲。

　　初四日上午，法军部分炮舰乘涨潮上驶到马尾造船厂附近，以“重二十八公斤的榴弹，对凡力能及的东西，均予摧毁”。刚建成在厂的一艘巡洋舰也被击毁。与此同时，法军派出十余艘小艇，驶进附近港汊搜索，见船就投弹炸毁，或纵火焚烧。游弋在闽江口外的两艘法舰也向长门、金牌炮台射击。

　　初五日，法装甲舰“拉加利桑尼亚”号从台湾驶到闽江口，炮击金牌炮台。守军猛烈还击，击伤该舰，击毙4名侵略者。港内法军在舰炮火力掩护下登陆罗星塔，劫走3门克虏伯大炮。午后，法舰沿江而下，攻击田螺炮台。孤拔乘巡洋舰“杜居土路因”号窜出闽江口，被岸炮“缺咀将军”(炮口有点缺，故称)击中驾驶台，孤拔受重伤(一说被击毙)，多人丧命。

　　初六日，法军陆战队登岸炸毁田螺炮台，法舰遂下闽安，炮击南、北岸炮台。由于炮台炮口固定朝向下游，无法还击。法军击毁炮台后，即派兵登陆，窜入闽安镇抢劫，杀人放火。乡民陈明良率民众与敌激战，受伤被俘，不屈牺牲。当地群众纷纷集结，配合守军反击，赶走侵略者。初七日，8艘法舰由琯头江面向长门、金牌炮台攻击，亦因炮台无法向内还击，陆勇以轻武器回击。初八日，法舰掩护陆战队登陆。次日，长门、金牌炮台被炸毁。在守军和群众武装的反击下，法军全部舰只于初十日撤离闽江口，马尾战役结束。

　　此役，法军被击沉鱼雷艇1艘，伤军舰3艘(一说5艘)，人员伤亡200余人。清军被击沉军舰7艘、武装运输船2艘，伤军舰2艘；数十艘旧兵船、炮船、鱼杆船、武装商渔船全被炸毁烧毁；阵亡官兵有名字记载者796人，伤数百人。

　　战后，张佩纶、何王景、张兆栋、何如璋被革职。为表彰在这次抗法战役中英勇献身的将士，在马尾马限山下建立昭忠祠。