1900年5月，义和团逼近北京，英、法、美、俄、德、日、意、奥等八国以保护使馆安全为由，调集20000余兵马，战舰50余艘云集大沽口，准备从天津登陆，杀向北京。此外，沙俄从山海关一带运兵6000余人，抵达塘沽，并将大沽口通往天津之通讯、铁路悉数截断。此时，罗荣光已调任新疆喀什提督，大沽口之事不是他职责范围内，可以坐视不理。然而，罗荣光是铁血汉子，国家处在危难之际，堂堂提督（从一品武官），岂能坐视不管呢？再则，大沽口自1876年以来，所有防务都是自己修筑，又怎能拱手让人呢？所以，罗荣光决定留下来，率3000守军抵御八国联军。为确保胜利，他一边加强战备，一边飞马去天津，请求直隶总督裕禄调兵增援，还联络北洋舰队提督叶祖圭，让他出动舰队，与岸基部队夹击联军。
罗荣光决定一战，可裕禄、叶祖圭则贪生怕死，拒绝增援，不想得罪列强。裕禄同意列强要求，下令守军不要抵抗，老老实实交出炮台。叶祖圭呢？严禁北洋舰队出港，当吃瓜群众了。队友不给力，还拆台子，罗荣光压力很大，但他绝对不会退缩，拒绝交出炮台；将沙俄公使手中的"最后通牒"当面撕毁，准备武力反击联军。6月16日夜晚，联军在夜幕掩护下，利用舰炮轰击清军阵地，挑起了武装冲突。此时，列强10余艘军舰分三路进攻南面炮台，并出动快艇，准备登陆。罗荣光临危不惧，亲自上前线指挥守军反击，用克虏伯大炮对海面军舰进行炮击，取得击沉敌舰1艘，击伤3艘之胜利。当然，守军损失也很大，炮台弹药库被击中，200余兵勇阵亡。
