法军海军在马江海战中的表现堪称完美，但孤拔并不满足。他认为应该立即派远东舰队主力北上攻打烟台、威海卫、旅顺及庙岛群岛，威胁北京，给清政府以致命的打击。至于台湾，孤拔认为只需要留下两艘军舰监视基隆，并摧毁沪尾守军的防御工事即可。和基隆一样，沪尾也是台北的重要门户，具有极高的战略价值。
1884年9月，孤拔通过电报扼要地向法国政府提出挥师北上的计划：率领军队前往烟台，在烟台建立作战及补给中心，然后从烟台向中国海军发起进攻，从海上袭击威海卫和旅顺。如果有可能，就占据这两处要地；如果没有可能，就占据庙岛群岛上最有利的地点，封锁北直隶湾。
法国驻华公使巴德诺也主张北进。他给法国内阁总理兼国防部长茹费理写信，说：“我们认为只有在北方进行一次活动，才能使问题得到解决。”
法国政府对北进并不感兴趣。虽然在口头上同意北上作战，但法国政府同时严令孤拔：政府希望您不要忘记绝对有必要掌握一个担保品，以便重开谈判。对旅顺口的占领，如果只是暂时的，并不构成一个担保品。您在北方采取军事行动后，无论如何必须返回基隆。在政府看来，基隆是我们以两千兵力能够长期加以占领，并且可以使之成为我们赖以和中国达成交易的唯一地方。
法国政府想占据基隆，孤拔却想北进，双方争执不下。最后，孤拔被迫服从命令，决定在援军到达之后占领基隆，同时进攻沪尾。
法军对基隆和沪尾的重视程度有着明显的区别。基隆是法军重点攻击的目标，而沪尾只是次要目标。法军之所以把基隆看得比沪尾更重要，主要是因为基隆富含法军军舰航行所必需的煤炭资源，而沪尾并没有煤炭。
既然沪尾不如基隆重要，那么法军为什么还要攻打沪尾呢？法国人对此有一个形象的比喻。只攻打基隆而不攻打沪尾，那就像警察抓捕藏在屋子里的坏人，只看守前门，毫无留心后面大开着的窗户一样。法国人的意思很明显，那就是：要想切断台北清军的补给线，那就必须同时占领基隆和沪尾。
就在法国人定下主攻基隆、次攻沪尾的战略的同时，刘铭传也做出了一个放弃基隆、主守沪尾的作战计划。很显然，在刘铭传的眼中，沪尾比基隆更重要，这与法军的看法正好相反。
刘铭传认为，从基隆到台北，中间是崇山峻岭，可以设法防守，丢掉基隆并不会对台北造成直接的威胁，而沪尾则不同，从沪尾到台北，中间无险可守，一旦丢掉沪尾，法国人便可长驱直入杀进台北。所以，刘铭传准备放弃基隆，集中兵力守卫沪尾。他的这一作战计划正好配合了法军的战略，对之后的基隆、沪尾保卫战产生了深远的影响。
孤拔亲自指挥攻打基隆的战斗，而把攻打沪尾的任务交给了他的副手利士比。基隆是法军的主要进攻目标，所以进攻基隆的法军兵力雄厚。其主力包括三个海军陆战队大队，共计一千八百人，士兵大多参加过山西、北宁战役（中法战争第一阶段中的两场重要战役），具有丰富的作战经验。另有相当数量的炮兵以及少量的苦力、宪兵配合海军陆战队行动。总计法军此次攻打基隆的兵力，超过了两千人。与守卫基隆的清军相比，法军在人数上并没有太大的劣势。
9月30日，孤拔率军来到基隆口外，花了一整天时间来侦察清军的防务。孤拔发现，基隆港西面的狮球岭是基隆攻防的要害之处，从那里可以俯瞰整个基隆，只要将大炮搬上狮球岭山顶，在那里设置炮位，就可以用炮火轰击所有中国军队的工事，控制整个基隆。基于此，孤拔决定重点攻击狮球岭。
10月1日清晨六点，法军的海军陆战队从海滩出发，悄悄地移动至狮球岭山脚。与此同时，法军的军舰开始炮击清军据点，支援海军陆战队的行动。
面对法军海军陆战队的反复冲杀，驻守狮球岭的清军英勇还击，击毙法军数名。然而，在法军舰炮的猛烈轰击下，清军的伤亡非常惨重，只得不断退守。激战两个多小时后，法军的海军陆战队占领狮球岭山顶。午后四点，法军的炮兵部队在海军陆战队的掩护下，也登上了狮球岭山顶，开始用猛烈的炮火居高临下地轰击清军阵地。法军占领狮球岭，标志着他们取得了第二次基隆之战的绝对主动权。清军陷入了全面被动的不利境地中。
10月1日深夜，刘铭传基隆指挥部中灯火通明，墙上的一幅台湾地图已经被刘铭传划动了多处。已经接近子夜，刘铭传还没有睡觉，依旧在指挥部中对着台湾地图冥思苦想，思考击退法军的策略。
白天的战况令他感到很不安。狮球岭被法国人占据，收复基隆将会很困难。要是沪尾也守不住，台北就完了。刘铭传这么想着，脸颊上冷汗直冒。
刘铭传的身边，站着基隆通判梁纯夫。梁纯夫是基隆的父母官，基隆能否保住，直接关系到他的仕途，所以他对此事很关心，一直紧跟刘铭传。梁纯夫的背后，则站着此次基隆保卫战的三位大将：湘军将领曹志忠、淮军将领章高元及苏得胜。
突然，刘铭传不知从哪里获得了自信，对大家说：“明天会有一场恶战，仙洞旁边的高山将是法军进攻的重点。幸好我已经在那里放置了两尊四十磅大炮，可以攻击对面狮球岭山顶上的法军。今天我们打得还算不错，士气也还高昂，如果加以犒赏，士气还能进一步提升。明天法军进攻，我们一定能够将他们聚而歼之。”
刘铭传的突然振作，感染了指挥部里的其他人。曹志忠脸上也露出了久违的笑容。
接着，刘铭传示意其他人向他靠过来。很显然，刘铭传是要布置明天的作战计划了。待其他人聚拢后，刘铭传便对着地图告诉其他人明天应该如何进剿，如何接应。刘铭传对曹志忠说：“仁祥（曹志忠，字仁祥），你明天从驻守在东岸的五个营中抽出四个营来，到西岸与鼎臣（章高元，字鼎臣）的部队汇合，一起攻打狮球岭法军营地。”
白天的战斗，曹志忠的部队基本上驻守在东岸，没能参加狮球岭上的大厮杀。这令曹志忠感到很失望，并认为刘铭传事先的兵力布置是在故意打压他。所以，当听到刘铭传要他率部与淮军一起攻打战略要地狮球岭的时候，他心中的喜悦溢于言表。他对刘铭传说：“谨遵省帅（刘铭传，字省三）调度。”
曹志忠话音未落，刘铭传的亲兵就神色匆匆地走进指挥部，一边将一封信递到刘铭传手中，一边说：“大帅，急件！”
刘铭传拆开信件，略微看过后，脸色立马变得惨白，原本已经停止冒汗的脸颊又开始有些湿润了。许久之后，他才镇定下来，将信件往桌子上一摆，对三位大将说：“李彤恩的来信，你们也看看。”
李彤恩是何许人也？他的一封来信何以将晚清第一号的狠人刘铭传吓成这样？信中到底说了些什么？
原来，刘铭传刚来台湾的时候，与沪尾守将孙开华因为过往积怨，合作得很不愉快。为了避免接触越多，误会越深，两人不约而同地想到寻找一个中间缓冲人物，在他们之间传话。于是，当刘铭传来沪尾视察防务时，孙开华便向他推荐了李彤恩。刘铭传对这个李彤恩也很认可。此后，刘铭传有什么事情需要督促孙开华，但自己又不便多出面时，就由李彤恩转达。
李彤恩是孙开华引荐给刘铭传的，两人的关系按理说本来不错，但是自从李彤恩成了传话人，不断插手沪尾防务后，两人的矛盾就逐渐增多了。孙开华对自己的能力很有自信，认为沪尾防御固若金汤，法国人不可能攻破。李彤恩的看法正好与孙开华相反，他认为沪尾的防御存在很多问题，根本抵挡不住法国人的坚船利炮，所以总是担心法国人来进攻。
10月1日白天基隆之战打响的时候，负责攻打沪尾的法国远东舰队副司令利士比也派出舰艇前往沪尾侦察。李彤恩以前没有打过硬仗，当他看到法国舰队前来后，以为法军就要发动对沪尾的总攻，心里就慌张了，于是连忙写信，派人快马加鞭送至刘铭传指挥部，请求刘铭传放弃基隆，集中兵力守卫沪尾。这封信，也就是前文所说到的刘铭传收到的那封信。
曹志忠接过信件一看，只见上面写着：“法国人明天肯定攻打沪尾，沪尾兵力空虚，孙将军的勇猛也不可靠。大帅如果不派兵增援的话，沪尾必定沦丧。法军攻破沪尾后，就可以长驱直入台北。台北一旦沦丧，则整个台湾的防御体系都将崩溃。对于洋人来说，基隆比沪尾重要；对于我们来说，沪尾比基隆重要。所以，大帅应该赶紧放弃基隆，集中兵力守卫沪尾。”
曹志忠看完，脸上露出了愤怒的神色。待梁纯夫、章高元、苏得胜等人也看过信件后，刘铭传问大家说：“大家怎么看李彤恩在信中所说的这些？”
曹志忠慷慨地说：“基隆是我军浴血奋战才勉强保住的。今天我们击毙了好几名法国兵，战果远远超过了第一次基隆保卫战。只要我们齐心协力，就一定能将法国鬼子赶出基隆！孙美人（孙开华长相俊美，故得绰号“孙美人”）这个人我熟悉，他打仗是有一套的，他能守住沪尾，这个我敢打包票！”
刘铭传听完，盯着台湾地图看了半天，最后才对着大家勉强笑道：“仁祥说的在理，我不撤兵！坚决保卫基隆！”大家听刘铭传这么一说，这才放下心来。
刘铭传随即给孙开华、李彤恩写了一封亲笔信，说：“基隆兵力不足，不能派兵增援。再者，今天的战斗，我们打得很好，所以将领们都不肯拔营增援沪尾。所以，还请你们努力奋战，坚持一两天，到时候我一定分兵增援。”
刘铭传刚写完，他的亲兵又急急忙忙地跑了进来，将一封信递到刘铭传的手中，说：“大帅，急件！”
刘铭传打开信一看，还是李彤恩写来的，内容也还是求援。看完信后，刘铭传本来已经不错的脸色又变得惨白了。
曹志忠、梁纯夫、章高元、苏得胜等人见事情又起了变化，纷纷劝刘铭传坚守。刘铭传这才坚定信心，并叫来亲兵，命他将自己刚刚写好的亲笔信迅速送至孙开华、李彤恩两人手中。
曹志忠本以为这件事到此为止，谁知，过了不到一刻钟，刘铭传的亲兵又气喘吁吁地跑了进来，将一封信送到刘铭传手中，说：“大帅，急件，八百里急件！”
刘铭传打开信一看，还是李彤恩的求援信。看过信后，刘铭传陷入了沉思中。他在指挥部走来走去，显得非常焦躁不安。曹志忠等人依旧劝刘铭传坚守，但刘铭传始终不答复他们。
突然，刘铭传握紧拳头，往墙壁上猛力一击，然后猛地转过身来，紧紧地盯着曹志忠等人，说：“传我将令！基隆守军连夜撤往沪尾！”
对于刘铭传的这一突然决定，曹志忠等人都感到非常意外。梁纯夫当即表示：“孙将军久经战阵，又有三营精兵，再加上其他军队，合计有近三千兵，怎么不能守卫沪尾？过不了几天，新兵就能到沪尾，又多出几百生力军，怎么不能击败来犯之敌？如果放弃基隆，那么基隆将不再是中国的土地，这件事关系很大，还请省帅三思。”
刘铭传不为所动。章高元是刘铭传的旧部，最关心刘铭传的前程。他非常担心刘铭传会因放弃基隆而遭到朝廷的严惩，于是跪倒在刘铭传的身前，一边哭，一边请求刘铭传收回成命。
此时的刘铭传已经下定了决心，要放弃基隆。放弃基隆，集中兵力守卫沪尾，本就是他的既定方针。无论有没有李彤恩三封紧急来信，他迟早都要迈出这一步。见手下将领不明白他的心思，他愤怒地抽出佩刀，往桌子上猛地一砍，喝道：“不放弃基隆，就保不住台北！军国大事，不是你们这些莽夫所能知道的。军人以服从命令为天职，违令者斩！朝廷怪罪下来，我刘铭传一人承担，绝不连累诸位！”
曹志忠等人见刘铭传这样说，知道他已经拿定了主意，再劝也没有意义了，于是都默默地离开了指挥部。
这边刘铭传正在紧锣密鼓地布置增兵沪尾，那边沪尾保卫战却提前打响了！10月2日凌晨六点半，驻守在沪尾新炮台（沪尾有新、旧两座炮台）上的清军首先对法舰开火。利士比急忙发出作战信号。四艘法舰立即向清军炮台出击。
这时，太阳从东边升起，从西往东进攻的法军炮手，视线受到阳光的极大干扰。同时，整个海岸又出现了高度的折光现象，并且有一阵浓雾将清军阵地完全遮盖住。这些都影响到了法军炮手的瞄准。在最初的半个小时海战中，法军的炮弹都因瞄得太高而打不中目标。反倒是清军的大炮打得比较准确，好几艘法舰都被击中。
七点左右，随着太阳升起，折光和浓雾消失，法舰炮手的射击才比较准确了。在很短的时间里，旗舰“拉加利桑尼亚”号上的二十四厘米大炮就轰毁了清军的旧炮台，但新炮台仍旧坚持作战。炮手们不顾在他们周边雨点般落下的炮弹，不停地开炮还击。到了将近十点钟的时候，新炮台上的大炮才被敌舰彻底摧毁。
由于害怕港内布有水雷，利士比不敢命令法舰闯入港口，只是指挥炮手们在余下的时间里，每隔若干时间就向清军阵地发炮一次。根据法国人的记载，在这一天的沪尾之战中，清军伤亡五十余人。
这时候，孙开华得知了刘铭传放弃基隆的消息，叹道：“李彤恩误国，刘铭传被他欺骗了！”为了阻止刘铭传放弃基隆，孙开华骑上一匹快马，从沪尾前线赶赴台北，拜见这时候已经撤退至台北的刘铭传。
孙开华到台北后，径直闯入刘铭传官邸，一边喘气一边说：“省帅为何要放弃基隆？”
刘铭传说：“李彤恩给我写了三封紧急书信，说沪尾守不住，所以我才决定放弃基隆，集中兵力守卫沪尾。”
孙开华一听，焦急地说：“省帅被李彤恩给骗了！李彤恩以前没有打过硬仗，见到法舰就慌张，所以才会做出如此荒唐的事情。昨天法舰只是来侦察，根本没有开战。今天他们也只是摧毁我们的炮台而已，并没有登陆。要是他们敢登陆，我肯定杀得他们片甲不回！总而言之，沪尾完全不需要援兵就能守住。为了守卫沪尾而放弃基隆是不可取的。”
刘铭传听后，盯住孙开华不出声。沉默许久后，刘铭传突然哈哈大笑。他的这一阵诡异的笑声，令孙开华感到很担忧。他以为刘铭传是急坏了脑子，有些神志不清了。
不过，刘铭传接下来的一番话却令孙开华放下心来。刘铭传说：“你说的这些我都清楚。老实跟你说吧，其实我也知道你是能够守住沪尾的。我之所以要放弃基隆，除了对于台北防御来说沪尾比基隆更加重要，沪尾绝对不容有失这一原因外，还有着更深层次的思考。之前，张香帅（张之洞）提出过一个将法国舰队引诱并牵制在基隆，以避免它们袭扰东南沿海的计划。现在我放弃基隆，正是为了实施这一计划。”
孙开华一听，这才恍然大悟，说：“原来省帅早就成竹在胸。既然如此，何不早些对我说，弄得我白担心一场？”
刘铭传嘿嘿一笑，说：“军国大计，事关存亡，不敢轻易泄露。如果不是孙将军苦苦逼问，我是不会告诉你的。既然孙将军对守卫沪尾信心这么足，我就不将从基隆撤下的兵力全部调往沪尾前线了。除了章高元等数营跟随你前往沪尾御敌外，其他的部队驻守在后路就行了。我在台北，恭候孙将军的捷报。”
刘铭传不调全部兵力去沪尾前线，极大地满足了孙开华的虚荣心。孙开华高兴地说：“省帅如此推心置腹，我孙开华敢不尽心竭力，为国尽忠？请省帅放心，我一定让法国人尝尝惨败的滋味。”说完，孙开华拜别刘铭传，迅速赶回沪尾前线，布置与法军的决战。
10月2日夜晚和10月3日早晨，利士比都派出小舰艇潜入港内探测是否有水雷。结果发现港内果然布有由岸上电控的水雷。这证实了利士比从一个曾经参与帮助清军安放水雷，又为金钱而转向法军效劳的领港人那里得知的情报：这些水雷一共有十个，由旧炮台后面的燃放观察站控制着。
利士比很清楚，他的军队即将面临登陆作战。只有清除掉水雷，才能炸掉堵塞港口的沉船，法军的军舰才能进入淡水河，威胁台北。而要清理水雷，最彻底的办法就是占领陆地上的水雷燃放观察站。这意味着法军必须登陆作战。
利士比认为他没有足够的兵力来进行一次登陆战，于是，他派“德斯丹”号驶回基隆，向孤拔请求一个大队步兵（六百人）的支援。
“德斯丹”号驶回基隆的时候，孤拔正指挥麾下的三个大队步兵占领清军撤离后遗留下来的阵地。由于道路的缺乏、地势的险恶，尤其是极端的炎热，使得基隆法军在部署新阵地的时候，遭遇到了许多的困难，加上还要应对清军时不时的反攻（清军并未完全撤离），因此孤拔深感兵力不足，认为他所掌握的步兵，仅仅能够保住目前占领的阵地，如果抽出部分兵力前往沪尾，基隆的形势将会很困难。所以，孤拔只派了三百名海军陆战队跟随“德斯丹”号前往沪尾作战。孤拔的这一决定，是导致法军沪尾惨败的关键原因。
虽然很明显地感觉到兵力不足，但利士比已经不能继续耽搁。10月8日，连日的阴雨天气结束，太阳透过茂密的丛林，向军舰上的法军露出了久违的笑脸。利士比决定在这一天发起对沪尾的登陆作战。
参加这次登陆作战的有六百名法军士兵。这些士兵的作战素养，与孤拔率领的攻打基隆的士兵比起来，要差很远。他们当中有的是军舰储藏室的保管员，有的是舱面的水夫，有的是管桅樯的助手，给这些人配上武器，并不能使他们成为合格的步兵，因为他们平时接受的训练仅仅是战时从桅樯或舱面向敌舰的舱面或走廊涉及而已。后来的实战证明，这些乌合之众上岸之后毫无陆战常识。士兵作战素养低下，这也是导致法军沪尾惨败的关键原因。
利士比不是不清楚这一点，但他没有选择，只得硬着头皮上。他将六百名法军士兵分为五个中队，以一、二两个中队作为先锋，以三、四两个中队作为预备队，以第五中队担任左路穿插的任务。为了方便行动，利士比将每名士兵的负重减少为：一天的口粮加枪以及一百二十发子弹。弹药的不足，后来也成为了法军惨败的原因之一。
利士比给这支登陆部队制定的作战任务是：乘小舰到河流北岸的一处小湾靠岸登陆，从那里攀登至新炮台，将炮台里的大炮炸毁，然后向下朝旧炮台进发，将设置在旧炮台后面的水雷燃放观察站占领，将敷设在港内的水雷引爆，然后归舰。全部行程约为六公里，都有舰炮火力掩护。虽然如此，利士比还是告诫登陆部队要不免走入两座炮台之间的密林中去。
本来，利士比决定由曾经参加过基隆首战的马丁上校来指挥这次登陆作战。然而，马丁中校却突然患病，不能上阵了。利士比只好临时任命“雷诺堡”号的舰长波林奴为登陆作战总指挥。和参加这次战役的许多士兵一样，波林奴也没有陆战经验。他的指挥失误直接导致了后来的惨败。
这边，法军厉兵秣马；那边，清军也不闲着。在湘军将领孙开华的调度下，驻守沪尾的清军已经严阵以待，随时准备迎击侵略者。
守御沪尾的主力是孙开华的三营湘军。孙开华意识到，新炮台、旧炮台都将是法军的进攻重点，于是他将三营湘军埋伏在从海滩通往新炮台、旧炮台的要路上。其中，孙开华亲自统率营官龚占鳌的右营，与营官李定明的左营形成掎角之势，作为前锋。营官范惠意的中营则作为预备队，埋伏在后方接应。
对于章高元、刘朝祜率领的人数不多的淮军队伍，孙开华并未流露出仇视、排挤，而是将这两支战斗力较弱的部队布置在新炮台后面，主要负责炮台防御。
除了正规军外，还有一支由台湾当地人组成的土著部队也参加了沪尾之战。孙开华将这支部队部署在北路，防备敌军穿插。
10月8日上午9点，法国对沪尾的登陆作战开始了。波林奴率领六百多名法军在海滩登陆。这时候，波林奴并未按照陆战的常规做法，派出侦察兵对前面的地形进行侦察。这为他之后的失败埋下了伏笔。
趾高气昂的法军向东迅速推进。他们是如此的自信，乃至相信这次的军事行动不是一场战斗，而是一场游行散步，一枪都不用放的。他们的自信，加上他们对地形的陌生，使他们很快陷入到之前利士比一再强调要避开的丛林中。
一进入丛林，法军指挥系统就乱套了。冲在最前面的法军第一、二两个中队，由于树林的遮蔽，士兵们彼此之间很难看见，只得各自为战，朝着自己认为正确的方向迅速地前进。
突然，树林中发出一阵阵“砰，砰，砰”的声音，清军的子弹呼啸着朝法军袭来。孙开华亲自率领的右营对法军的伏击，正式开始了！
法军猝不及防，损失相当惨重。第一中队中队长方丹腹部中弹倒地，第二中队中队长德荷台胸部中弹摔倒。战斗才刚刚开始，法军的两位中队长就不能指挥了，这在很大程度上加速了法军的溃散。士兵们得不到中队长的指挥，只能独自作战。
波林奴在后面看到第一、二两个中队遭遇清军的伏击，并且有支撑不住的倾向，便沉不住气了，于是他做出了又一个错误的决定，那就是过早地将预备队投入战斗。波林奴派出一个中队前去支援。
这时候，孙开华所统率的另外两营湘军也杀了过来。两军的茂密的丛林中展开激烈的拉锯战。章高元、刘朝祜听到枪声，也率部杀了过来。
法军的士兵大多没有陆战经验，在枪战中他们只会胡乱射击，浪费子弹。乱射一阵后，他们随身携带的一百二十发子弹差不多就要用完了。
波林奴看到了这一问题，于是下令号手发信号降低射击速度。号手正要发出这一信号的时候，一发子弹击中了他的头部。他哀嚎着栽倒在地，再也不能发出信号了。
波林奴见唯一的号手被清军击毙，只得下达口头命令。然而，他的喊话被丛林中的树木阻挡，被战场上的枪声干扰，根本无法传达到士兵的耳中。
将近一个小时后，法国人终于尝到了乱射的恶果。部分法军士兵的弹药消耗完毕，开始向沙滩方向逃跑。
缺乏陆战指挥经验的波林奴根本无法弹压部下，只得重申一遍向旧炮台方向发起攻击的号令，妄图最后一搏，突然清军防线，以改变在密林中对射的不利战法，然而这道命令最终无济于事。
此时，按照原计划在左翼穿插的法军第五中队以及被波林奴派往左翼增援的法军一个中队（预备队两个中队之一），也遭到了清军的猛烈袭击，损失惨重。台湾土著兵在这一战场扮演了重要角色。他们平时以打猎为生，所以枪法比较准，并且熟悉当地环境，所以能在与法军的对决中占据优势。
临近中午，沪尾决战进入关键时刻。这时候，孙开华发现法军的旗手远离掩体，暴露在外，身边并没有同伴紧贴保护，决定亲自出阵将其斩杀，夺过法军军旗以打击法军的士气。
当时，右营营官龚占鳌就在他的身边。他指着法军旗手的位置，对龚占鳌说：“看见那个旗手没有？他身边没有同伴紧跟着保护，我去把他的旗帜夺过来。”
龚占鳌一听，连忙劝阻说：“将军是主将，不可轻易冒险。还是我去好了。”说完，他就转过身去准备牵马。
孙开华一把拉住他的手，说：“自鸦片战争以来，每每外敌入侵，中国军队从来没有主将带头冲锋的。我孙开华要做第一个！”说完，孙开华猛地一回头，牵过一匹马，一跃而上，低着头对龚占鳌说：“你带几个人掩护我。”
龚占鳌见孙开华意志坚定，也不好再劝。随即，他叫来几个士兵，转移到另一处，朝那旗手周围的法军开枪。法军的注意力很快被吸引住了。
这时候，那位旗手丝毫没有觉察到危险的降临，依旧在挥舞旗帜。孙开华见时机已经成熟，拔出指挥刀，拍马出阵。
说时迟，那时快。孙开华迅速杀至那旗手的身边，用指挥刀猛力一砍，那旗手的脑袋便掉了。紧接着，孙开华一个俯身，抓起那旗手的脑袋以及法军的军旗，调转马头便往回撤。
这时候，法军才发现孙开华出阵，连忙放枪。孙开华俯身贴住马背，法军的子弹都放了空，并未伤着孙开华。等法军再次发射的时候，孙开华早已进入了树林，没了踪迹。
回到阵中后，孙开华将那人头与旗帜往地上一扔，军队中顿时响起了震耳欲聋的欢呼声。龚占鳌一边扶着孙开华下马，一边由衷地赞叹道：“将军真是神人！《三国演义》中，有个关云长能在百万军中取上将首级。将军今天匹马单刀，斩敌夺旗，简直就是关云长再世。”
旁边早有一名士兵拿起那人头和旗帜，扎在长竹竿上，然后站到高处，将竹竿高高举起。士兵们看到这场面，热血沸腾，再次响起了震耳欲聋的欢呼声。
听着湘军阵中一阵又一阵的欢呼声，看着祖国的旗帜、同伴留着鲜血的头颅被敌人高高挂起，许多法军士兵吓得浑身直打哆嗦。不久之后，法军逃跑的狂潮便到来了。
此刻，波林奴还想尽最后的努力制止士兵逃跑，然而他的命令并没有人听。到了十二点左右，波林奴彻底绝望，下达了全线撤退的命令。
尽管清军本着见好就收的态度，并没有实施穷追猛打的策略，但在奔向海滩的过程中，仍不断有法国兵亡命飞奔，而且试图扔下伤员，令波林奴等军官恼火不已。好不容易来到海滩，士兵们发现由于涨潮，想要走上舢板，必须从一段深至脖颈的海中走过，于是又有一些法国兵打起了扔下同伴的算盘。
交战初期就因腿部中弹无法行走的第一中队中队长方丹，撤退时被三个手下抬着，结果密林中出现了几把法国人以前从来没有见过的钩镰枪，除一个士兵侥幸逃跑外，包括方丹在内的三人全部被拖倒，当场割下头颅。
原来，台湾土著部队早就知道法军将从这里撤退，所以事先埋伏在周围，用钩镰枪钩倒并斩杀法军。方丹等三人“不幸”成为了他们的战利品。方丹是沪尾大捷中清军斩杀的级别最高的军官。
与方丹同时中弹的第二中队中队长德荷台尽管被法军拼命救出，逃脱了被斩首的厄运，但也因为胸部中弹，伤势严重，回到舰上不久之后就毙命了。
中午十二点半，第一批满载法军登陆队的小舰挣扎着离开沪尾海面。下午一点多，第二批法军登陆队也乘小舰离去。沪尾之战至此宣告结束。
沪尾一战中，清军击毙法军十七人，击伤四十八人，并夺获舢板船两艘。虽然清军的伤亡数要远远大于法军，但沪尾一战的胜利者无疑是清军，他们使法军攻占沪尾的美梦彻底破灭。从此以后，法军再也不敢攻打沪尾。
大战过后，沪尾城中立刻喧闹起来。因为法军的封锁，使得来自英国等国的外国商人生意大受影响，对此次法国人的撤退，沪尾城中的所有外国人都显得兴高采烈。租界里的英国医院积极收纳清军伤兵，使他们得到了及时的治疗。
得胜归来的清军举行古老的献俘仪式，十多个法国官兵的人头被扎在竹竿上示众。在周围中国百姓的齐声叫好中，作战一场异常勇猛的台湾土著部队开始肢解法军的尸体。这些仪式和行为虽然残忍，却也表现了参战清军以及广大老百姓对侵略者的仇恨，是爱国精神的体现。对于侵略成性的法国人来说，这也是一种极好的震慑。
清廷得知沪尾大捷的消息后，决定重赏此次参战的将士。刘铭传调度得当，是清军取得沪尾大捷的根本。10月29日，清廷任命刘铭传为福建巡抚，但依旧驻守台湾督办防御。
沪尾大捷后，刘铭传上奏表彰孙开华的功勋，请求清廷破格奖赏他。于是，清政府赏给孙开华骑都尉世职。12月24日，清廷命孙开华帮办台湾军务，后来又实授福建陆路提督。
帮助孙开华取得沪尾大捷的两位淮军将领章高元以及刘朝祜，也得到了清廷的重赏。章高元交部从优议叙。刘朝祜赏加提督衔。
孙开华麾下的两位骁将龚占鳌、李定明在沪尾一战中的表现很惊艳，同样得到清廷重赏。龚占鳌赏穿黄马褂。李定明以提督记名，遇有各省总兵缺出，先行请旨简放。
慈禧太后也从私房钱中掏出一万两银子，奖赏此次为国出力的将士。清政府的这些及时奖励，对鼓舞台湾军民的抗法信心，起到了极为关键的作用。