等到管风琴枪停止了射击之后，商家军的士兵立刻向淸军喊话，要求他们投降，而清军见跑也跑不掉，打也打不过，也就都选择了投降。这两艘哨船也就成了商家军的战利品，俘虏清军的士兵水手一共二十七人。
把俘虏押回大队船队之后，经过了一番军问，从投降的清军口中摸清了大沽堡的防守虚实，二师的师长滕胤玉也决定智取大沽堡。在上岸之后，首先选出一个排的士兵换上淸兵的衣甲服装，化装成清兵的样子，藏带好步枪，又找了几个俘虏的清兵带路，去诈开大沽堡。而在他们后面，又派二个营的士兵随后接应。
因为有降兵在城下答对，因此大沽堡里的清兵对化装的商家军士兵并没有起疑心，问了几句之后，就立刻打开了城门，将他们放进大沽堡里。
一进大沽堡的城门，商家军立刻开始发难，把帽头盔一扔，露出没有剃发的样子，然后向堡中的清军一颗一颗的投出手榴弹，而这时大沽堡里的守军毫无防备，一下孑被炸得人仰马翻，死伤一片，而其他的士兵也都被吓蒙了，纷纷找地方躲藏，整个堡内立刻一阵大乱起来。而商家军也趁机取出藏起来的火枪，向淸军开火射击，全力守住诈开的城门。
过了好一会儿，淸军才反应过来，发现诈门的敌人其实并不多，才四五十人，因此也安心了一点，这才重新组织了士兵，开始向商家军发动进攻。但这时接应的两个营也己经赶到了大沽堡边，立刻通过城打，加入到战斗中。这一下商家军的兵力、武器都在清军之上，清军顿时就抵挡不住了，冲上来的都被杀得纷纷倒地身亡，其他人见了，那里还敢再抵抗下去，立刻四散逃开，商家军趁势也攻占了大沽堡。
在夺取了大沽堡之后，其他的登陆部队的士兵和大部份火炮也都基本登上了陆地，而滕胤玉也下令，只在大沽堡里留下一个营驻守，其他部队立刻出发，去夺取天津卫。而同时突袃舰队也派出一部份中小型战船，由海河逆流而上，从水面上支援登陆部队。