要守卫长达2000余里的海疆，而且装备极差，名为水师，却无船只，守岸炮台火炮又少得可怜。而这40营兵，有31营部署在台湾南部，在台北只部署了9营兵。法国侵略者已窥知这一弱点，并利用法军舰艇的快速反应，避开台南，直扑台北。刘铭传必须全力以赴。
闰五月二十四日(7月16日)，刘铭传到达台湾，对台湾的防卫作了重新部署，决定以基隆为防御重点，在基隆、淡水(沪尾)等口岸新建了一些炮台，并调章元高、武毅两营北上，加强台北防务。
六月十四日(8月4日)，法国发动了对基隆的进攻。法国远东舰队副司令、海军少将利士比率领军舰直逼基隆，向清守军发出最后通牒，要求守军在24小时内交出炮台，否则就要全力进攻。侵略者的无理挑衅，遭到守军的严词拒绝。
次日早晨，法国侵略军开始对基隆守军进行猛烈炮击，守卫基隆的清军在刘铭传的指挥下，奋起抵抗，炮火准确地飞向敌舰，2艘战舰迅速着火。但法国侵略军凭借其优势的炮火，摧毁了清军的炮台及火药库。守军曹志忠等部被迫撤出阵地。法军四五百人即在炮火掩护下从大沙头登陆，占领基隆港，并将港内各种设施进行破坏。
十六日(6日)，法军在炮火掩护下，向基隆市区推进。刘铭传通过查看地形，决定采取诱敌陆战的战术。他下令除少数人固守海岸小山制高点外，其余部队全部撤到后山隐蔽。
法军以为昨天清军大败，大摇大摆地涌上岸来，一面修筑滩头阵地，一面攻打坚守岸边的清军。眼看敌人上岸，刘铭传亲自督战，下令后山部队从东西两侧迂回包抄，三面夹攻，杀向敌人。
法军突遇反击，出乎意料，不知所措，顾不上还击，纷纷丢盔弃甲抱头鼠窜。经过几小时的激战，法军节节败退，死伤100多人，其中毙中队长1人。法兵溃退时，在海中又溺死多人。余部狼狈逃回军舰上，其侵占基隆的图谋没有得逞，基隆重新回到清军手中。刘铭传首战告捷，大挫敌锋，“生擒法人1名，死伤不下百余，抢来座旗一面，乘势破其山头炮台，得炮4尊，帐房数十架，洋衣帽甚多”。清廷得报大喜，特发内帑银3000两进行犒赏。
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