3月30日，革命军东海舰队绕过胶东半岛，逼近威海卫、刘公岛。威海卫是满清海防重镇，也是满清蓬莱、旅顺防线的前哨。
威海卫炮台炮击东海舰队。东海舰队一面炮火压制威海卫炮台，一面掩护海军陆战队一支队。一支队两干海军陆战队员在威海卫炮台西侧的酒馆集登陆，绕至威海卫侧后，向威海卫清军发起猛烈攻击。
清军不敌，当晚烧毁炮台，弃城而逃。革命军夺取威海卫，在威海卫建立了一个补给点。革命军后续来往船只，可以在威海卫停靠，获得淡水和燃煤补给。
4月1日，东洋舰队继续西进，逼近渤海海峡。渤海海峡最窄处只有一百零九公里，是京津地区的门户。
满清海防力量孱弱，但其水师仍然在长山岛附近摆开队形，迎战革命军东洋舰队。战斗过程无需描述，东洋舰队只用一个小时，就把满清的木质战船轰成了木渣。
次日，海军陆战队跟上，在炮火掩护下登陆，夺取了长山岛、蓬莱。过程与威海卫之战相似，都是在侧翼登陆，从背后袭取清军的炮台。
清军习惯于划地自守，防御缺乏统一规划。守炮台的不管海岸线，守海岸线的不管炮台。
按计划，革命军还要分兵折向辽东半岛的旅顺，占领旅顺这座军事重镇。但令人气愤的是，俄国舰队占领了大连和旅顺。
去年冬天，俄国舰队为了躲避北方的冰冻，把舰船驶入黄海。满清为求自保，与沙俄走得很近。北伐战役打响后，俄国舰队以援助清朝为由，出兵占领了大连、旅顺。清朝守军炮击了俄国舰队，但被俄军轻松击败。
当前的主要敌人是清军，革命军只得改变计划，放弃占领大连、旅顺，在长山岛、蓬莱建立了防御阵地，防范沙俄舰队。之后，东洋舰队、海军陆战队一起开入渤海。
4月5日，海军抵达大沽口。大沽口是海河汇入渤海的河口，也是天津的门户，而天津则是北京的门户。清军对大沽口海防极为重视，花费重金，仿照西洋炮台，在大沽口南北两岸修筑了炮台。
大沽口海湾，当地人称为大沽湾，水流迂回，泥沙淤积。吨位大、吃水深的军舰，只能停泊在大沽口十公里以处，以免搁浅。
正值春季水浅，清军在大沽口上游设置了两道拦河铁链，又以沉船阻塞河面，试图拦阻革命军的战船。
负责防御大沽口的，是满清名将崇厚。他在满人将领中炙手可热，以编练天津洋枪队起家，后率军征服朝鲜，担任朝鲜总督。
满清编练六镇新建陆军，亦是由崇厚一手主持。因此，崇厚在新建陆军中有着较大的威信。咸丰也把他视为柱国大臣，把他派往大沽口加强防御。
革命军来势汹汹，山东巡抚又已投降革命军。崇厚只得收缩防线，把布置在山东的第三镇新建陆军撤回了直隶，加强大沽口的防御。
山东是北方大省，又在登州、莱州两府开放有通商口岸，是满清经济最发达的省份。清军原本在山东布置了重兵，防止革命军北上。
革命军发动北伐后，山东的情形与河南非常类似。革命军一进入山东，山东地方官纷纷投降，巡抚、提督、总兵等重要大员，纷纷纳城投降。
绿营、团练全无斗志，遇到革命军后直接投降。八旗虽不至于像绿营那样集体投降，却也不敢抵抗，一触即溃。只有第三镇新建陆军还有些许斗志，敢于正在抵抗革命军。
随着东洋舰队逼近大沽口，第三镇新建陆军退路受到威胁。加之山东已经投降，崇厚急令第三镇新建陆军撤回直隶，力保京津。
战斗首先在大沽口打响。5日，在情报局特工的指引下，东洋舰队出动了六艘铁甲舰，沿着提前做好的标记，一面测量水深、航道，一面向大沽口进发。
铁甲舰队发起试探性的进攻。大沽口炮台的炮火很猛烈，一艘“夏”级铁甲舰受损失去动力，搁浅在了大沽口。
固定岸炮的口径可以做得很大，炮火相当猛烈。铁甲舰最大口径的火炮是“商”级铁甲舰的150mm口径火炮，勉强可以压制大沽口炮台的炮火。
无奈整个海军只有一艘“商”级铁甲舰，东洋舰队的大吨位木质战船又无法开进大沽口。铁甲舰队只得开出大沽口，另寻登陆点。
舰队司令李锐了解过情况，决定避开大沽口，改在大沽口以北的北塘登陆。北塘位于白河入海口，相比于大沽口，北塘的登陆条件更为恶劣。但白河比海河小，清军在北塘的防御更弱，所筑炮台远不及大沽口炮台完善。
清朝海防之弱，主要在于缺少力量强大的海军。否则，就只要依靠岸基炮台。但中国有着漫长的海岸线，不可能处处设置炮台，必须借助海军舰队来回机动策应。
白河口水浅，“商”级铁甲舰难以靠近。革命军集中了十六艘“夏”级铁甲舰，靠近白河口炮台，压制清军炮火。
与此同时，第一批次海军陆战队在白河两岸登陆。这批海军陆战队由二支队组成，齐装满员，共有六干余人，两干人在白河北岸登陆，四干人在南岸登陆。
清军迅即做出反应，白河口炮台拼死抵抗，大沽口守军亦派兵增援。
陆战队能否登陆成功，关系到京津会战的成败。革命军对此极为重视，支队长以下全体军官，全部亲临火线，带领将士登陆。
春季的海水依旧冰冷，很多登陆船只拥挤在海岸边。支队长见状，带头下水，冒着齐腰深的海水登陆。官兵见状纷纷效仿，跳入海水中，向岸边推进。
通常情况下，陆战队登陆多选择在涨潮时，以便船只最大限度地推进到岸边，减少士兵在沙滩上的暴露时间。此次登陆，海军陆战队同样选择在涨潮时登陆。但六干人同时登陆，又在北方陌生地域，难免发生拥挤。
好在支队长以身作则，带头下水。各级官兵受到感染，奋不顾身，冒着敌军的炮火向前冲锋。十六艘“夏”级铁甲舰亦抵近炮台，压制炮台炮火。
陆战队的迫击炮、自动机枪再次立下大功，部队打退了清军的阻击，夺取了北塘炮台，在北塘建立了登陆点。
接连两日，又有两个陆战队支队相继登陆，革命军在北塘的兵力达到一万八干人。此次北伐，革命军组织了全国总动员。经过测算，极限条件下，集合全国海运运力，可一次性跨海投送两万兵马。
此次北塘登陆，陆战队所使用的海运运力已经逼近极限。这一万八干陆战队，在北塘搭建起牢固的防御阵地。
北塘距离大沽口只有半日的路程。北塘一失，大沽口亦将不保。清军组织了两次反攻，都被革命军打退。
8日，第三军骑兵师占领了沧州。沧州隶属于直隶省天津府，距离大沽口只有一日路程。直隶属于满清京畿地区，满清对此控制较严。
革命军进入直隶，清军绿营并未大规模投降。但沧州靠近山东，绿营守军受到山东方面的影响，作战并不积极，防御相当消极。
骑兵师驰抵沧州城下，本打算略过沧州，直扑大沽口。沧州守军仰赖新建陆军守城，新建陆军撤回京津，沧州守军亦无斗志。
此外，沧州人习武风气甚浓，会党横行，暗中接应革命军攻城。外有强敌，内有会党，沧州守军干脆投降了事。
骑兵师在沧州略作休整，次日继续向大沽口进军，准备配合海军陆战队夺取大沽口。.
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