際上，中國同盟軍的海軍之所以能夠安全、順利地~要原因就是惡劣的天氣幫了大忙，國民黨的氣象人員沒能像中國同盟軍氣象臺那樣準確地預報出１6日的短暫好天氣。
中國同盟軍現在已經在英國氣象專家的幫助下建立了六個氣象觀測站，那就是黑龍江、錦州、旅順、奉天、察哈爾和內蒙，這些氣象觀測站爲中國同盟軍提供著轄區的所有氣象情況。而發佈了連續數日將會是暴風雨天氣預報的國民黨氣象部門，使得塘沽方面判斷中國同盟軍不可能在這樣的天氣發起登陸作戰，整個塘沽地區國民黨軍隊的戒備狀態很低，甚至連一些飛機艦艇的例行巡邏都被取消了，這就使塘沽守軍對中國同盟軍登陸編隊的航渡毫無察覺。
0月6日凌晨二時三十分，龐大的海軍登陸艦隊到達距塘沽海岸１裡的換乘區，海軍陸戰隊員們從運輸船上沿繩網下到登陸艇，然後登陸艇編成艇波，劈波斬浪向登陸灘頭衝擊。上陸時間因兩個灘頭的潮汐不同而各不相同，預計古海岸是六時三十分，大沽口炮臺是八時整。
中國同盟軍的火力準備從１5日午夜就開始了，第一批約00重轟炸機向塘沽敵軍通訊樞紐、指揮中心、海岸炮兵陣地等目標投彈約50噸；第二批約１60中型轟炸機於１C月6日五時向國民黨軍隊的防禦陣地投彈約。這兩次航空火力準備共出動飛機265次，投彈926~:，在登陸正面的兩個地點平均每千米投彈約80~:；第三批爲戰鬥機，他們主要以低空掃射直接掩護登陸艇搶灘。
五時三十分，由6艘戰列艦、9~巡洋艦、１6驅逐艦、2~淺水炮艦組成艦炮火力支援艦隊，又對2千米登陸正面實施了長達四十分鐘猛烈艦炮火力準備。而當登陸艇接近海岸時，艦炮火力開始延伸轉爲火力支援，直接火力準備接著由登陸艇中的火炮登陸艇和火箭炮登陸艇承擔，繼續向登陸灘頭射擊，掩護登陸艇搶灘上陸。整個火力準備過程，密集，猛烈，持久，基本上壓制住國民黨守軍的火力，爲登陸部隊順利上陸創造了條件。
古海岸是塘沽東岸的一段長2米的海灘，海岸兩側是三十多米高的懸崖陡坡，海灘上高低潮之間地落差約爲70米，海灘是硬質沙地，上面築有高聳的鵝卵石堤岸，後面是一片貝殼堤，貝殼堤的後面是一片坡度不大的沙坡，國民黨守軍在沙坡上設有幾道障礙物，沙坡後是寬１千至2米不等地沼澤，只有數條通路可以通行，通向內陸的道路沿途有三個小村子，村舍都是用厚石砌成，四周是一片田野，田間土上長滿了小樹，這就是塘沽地區特有的地形，易守難攻。
國民黨部隊充分利用有利地自然地形構築防禦工事，在低潮線到**線之間設置了三道障礙物，還混雜有大量水雷，在貝殼堤上築有混凝土堡壘，在堡壘前有蛇腹形鐵絲網和地雷，出口都用地雷和鋼筋水泥障礙物封死。海岸上有１6個堅固支撐點，配有機槍和火炮，懸崖上還構築暗堡，內有威力極強的88mmm火炮，炮火殺傷範圍可以覆蓋整個海灘，在兩側的懸崖上還有6門１55mmm海岸炮，對海上中國同盟軍軍艦的活動構成極大威脅
在此登陸的是中國同盟軍海軍第一登陸戰隊，隊長是土匪出身的高希勝，運送該隊登陸作戰的是王甫這位黃埔軍校畢業的高材生:現在擔任中國同盟軍第三艦隊地少將師長
他們於0月6日二時三十分到達換乘區，四時零五分開始換乘，士兵們沿繩網從運輸船爬到登陸艇上，當時海上風大浪急，登陸艇非常顛簸，但士兵們經過多次演練，換乘仍比較順利，總共編成了26個艇波，駛向海灘。
爲保障對登陸部隊的不間斷火力支援，在第一艇波中編有8坦克登陸艇，共載有32水陸坦克。
這批登陸坦克是剛剛從蘇聯運來地１T-37水陸坦克。這可是中蘇貿易中最大地一筆買賣。趙曉峰爲此支付了蘇聯近一億美金。其中還包括50戰鬥機、50重型坦克及門重炮。
由於風浪太大。坦克登陸艇到達坦克預定下水處比計劃晚了半小時。如果仍按計劃讓速度較慢地水陸坦克下水。那麼到達海灘就會比計劃更晚。也就失去了及時提供火力支援地作用。所以在指揮艇上地指揮員王甫師長決定讓坦克登陸艇繼續航行。直到距海岸僅１海里處才放
水。
五時零五分。國民黨軍隊岸炮開始向中國同盟軍地坦克登陸艦開火。五時二十五分。中國同盟軍艦炮火力支援軍艦比計劃提前25鍾開炮還擊。緊接著約１重型、中型轟炸機飛來向敵軍陣地投彈約噸。然後近１戰鬥機又趕來爲艦炮火力提供校射。並於六時十分起施放一批煙霧彈。掩護登陸艇搶灘。
不料有１架施放煙霧地飛機被擊落。使得煙霧中出現一塊缺口。正好把“錦州”號驅逐艦暴露了出來。它立即成爲敵軍岸炮集中轟擊地目標。“錦州”號在進行規避時誤入未清掃水雷地海域。觸雷沉沒。
其他地登陸艇由於受到一股強勁地東南方向潮汐地影響。使搶灘地點比預計登陸點南移約１800米。這個意外反而給中國同盟軍帶來意想不到地好運：在預定登陸點有敵軍一個師地兵力。還有兩個炮兵團可以用火力壓制海灘。實際登陸點國民黨僅有一個營。防守力量薄弱。
中國同盟軍海軍第一登陸戰隊高希勝隊長當機立斷，立即下令將這裡作爲登陸點，六時三十分，海軍陸戰隊隊員成功上陸，八時三十分，第一登陸戰隊先頭團突破敵軍防線，向內陸發展，九時三十分，初步建立起團登陸場，十時，已上陸兩個團的兵力，基本肅清敵軍在這一地區地守軍第１39師。
塘沽地形複雜，到處是河汊、沽港、窪地，用炮兵封鎖海口困難很大。大沽口炮臺位於塘沽的東面，中國同盟軍之所以選擇這裡登陸，是因爲此地位於塘沽地咽喉，地理位置非常重要，而這段千米長的海岸只有這一段還勉強可以登陸，其餘地段都是絕壁與窪地根本無法登陸。
此外，中國同盟軍作戰指揮部認爲這裡的守軍是國民黨駐北塘的八十七軍，八十七軍軍長段任塘沽防守副司令。他們既無裝甲部隊，又無機動車輛，士兵又多是預備役，戰鬥力很差。
在大沽口登陸的是李帆的第二海軍陸戰隊。由左齊少將指揮的第一艦隊負責運送。9月6日五時五十分，由2~戰列艦、巡洋艦、8驅逐艦組成的艦炮火力支援艦隊實施四十分鐘的艦炮火力準備後，第二海軍陸戰隊開始登陸。
由於左齊害怕大沽口敵軍火炮的射擊，所以命令中國同盟軍的軍艦隻是在遠距離上進行射擊，因此準確率很低。
六時由１C0轟炸機組成的航空大隊對國民黨防禦陣地進行直接航空火力準備，投彈達噸但當時雲層又低又厚，飛行員怕誤傷己方部隊，故意延遲１投彈，結果300~:炸彈都落在2千米外。所以敵軍的防禦工事和火力點大都完好無損，當中國同盟軍的火力準備剛一結束，敵軍的炮火就開始射擊了。
計劃伴隨登陸兵上陸提供及時火力支援的水陸坦克和裝甲車輛才駛上海灘，就被敵軍炮火摧毀了好幾輛。接著第一波１500士兵開始突擊上陸，因爲海中有一股向東的潮汐，以及岸上迷漫的硝煙，使得士兵難辨方向，隊形也變得混亂。上陸時士兵們要先趟水涉過一米多深，50至90米寬的淺水區，再要通過１8C至270米寬毫無遮掩的海灘，才能接近到堤岸，而這一切都在敵軍密集而猛烈的炮火下。所以在最初的半小時裡，這１500士兵根本無法投入作戰，只是在淺水中，海灘上爲生存而苦苦掙扎、損失慘重。
在第一批登陸的8個連中只有3個連登上預定海灘，但也被敵軍的火力壓得擡不起頭。
然而就在這時，局勢發生了轉機，擔任艦炮火力支援的海軍少將左齊見陸上的官兵死傷累累，空中火力控制組和海軍陸戰隊聯絡組都沒有消息，意識到海灘上形式已極爲嚴峻，就命令7艘驅逐艦充分發揮主動精神不顧擱淺、觸雷和遭炮擊的危險，駛到距海灘僅730米處，進行近距離火力支援。
此時，中國同盟軍驅逐艦大發神威，在岸上士兵旗語的指引下，向海灘上敵軍火力點逐一開火，強大的火力打得國民黨軍隊毫無招架之力，只得掛白旗乞降。然後驅逐艦又向每一個新發現的目標射擊，並且只要見陸軍用旗語發信號，就把它當作是在指示目標，馬上進行轟擊。正是在驅逐艦的積極援助，逐步壓制住了大沽口守軍的火力，爲海灘上的海軍陸戰隊攻擊創造了條件。