首先对比一下作战双方的装备：至开战前，先后进入马尾港的法兰西军舰有十艘，总吨位约一万五千吨，装备火炮七十七门。
而中国军舰虽有十一艘，但大部分都是轻型炮舰，所有舰只总吨位仅九千八百余吨，装备火炮也只有五十余门。且中国舰队的军舰大都采用立式蒸汽机，机器在水线之上，虽然可以多装货物，但是没有装甲保护，极易被破坏。装备的火炮又基本都是前膛炮，既没有装甲，威力、射速又都不如法兰西军舰装备的后膛炮，更为不利的是，法兰西舰队还装备了新式武器——机关炮和杆雷艇。
这时，法兰西的九艘军舰和两艘杆雷艇都摆在罗星塔的南面和东南。另外还有两艘军舰在金牌、琯头一带江面，用以阻止清军塞江封口，保障后路安全。参战法舰共有重炮七十一门，还有不少射速为每分钟六十发的哈齐开斯机关炮，官兵共有一千七百九十人。
福建水师拥有火炮四十七门，可大口径炮却很少，官兵共有一千一百七十六人。
福建水师八艘战舰停泊在马江边的罗星塔之西，另三艘则停在罗星塔之东。从吨位、防护能力、重炮数量、兵员素质等方面比较，中法两国海军实力悬殊，法兰西舰队占有十分显著的优势。
继刚刚袭击中国船只后，孤拔趁落潮的有利时机，指挥法舰再次突袭福建水师。福建水师舰只未及起锚，就被法舰第一排炮弹击沉两艘，重创多艘，形势十分危急。
此时，船政舰队的八艘环卫舰船，即运输舰“永保”“琛航”泊于船厂水坪前，旗舰“扬武”率炮舰“福星”“福胜”“建胜”“伏波”“艺新”泊于罗星塔上游与法舰相拒，另外三艘炮舰“振威”“飞云”“济安”目前泊于罗星塔下游海关附近。
此外，还有十余艘绿营福建水师的旧式师船和许多武装舢板，分别停泊于罗星塔南侧。
法兰西军舰与船政舰队相距仅有数百公尺，对中国军舰形成南北夹击之势，所以进攻从两个方向同时开始。
战斗开始后，张幼樵见法军异常凶猛，当即吓得神慌意乱。魂飞魄散的他几秒钟后即晕倒在地，没多久，由随从扶起后连头上的双眼花翎帽都顾不得捡，便仓皇而逃了。
这时，沈康靖、王达宗等教习、学生一涌而出，站在前学堂外靠海最近的地方，焦急地眺望着战况。
罗