不過這一次清廷的判斷並沒有錯，在二月十五日，商毅下令海軍部總司令成鋼，由他率領艦隊北上，向清廷設在天津衛大沽口的海軍基地，發動進攻，這也是後世被認爲是南京政府向清廷發動進攻第一戰。
商毅之所以選擇海上進攻爲發動對清廷的第一戰。因爲通知南京佈置在北京的情報人員的工作，商毅對清廷的海軍發展情況有一定的瞭解，現在南京政府和清廷的軍事對比來說，領先優勢最大的，還是海軍。可以是佔有絕對的優勢地位，因此海軍也是取勝把握最大的。
另外從政治影響力來說，這是南京政府主動發起的對清第一戰，不僅要打贏，而且要贏得飄亮，這有這樣才能夠最大限度的鼓舞自己的士氣，打擊清廷的銳氣，如果贏得免免強強，費盡九牛二虎之力，或者自身也付出了重大的傷亡，這樣的結果都不理想。
而從戰略上來說，儘管淸軍的海軍實力並不強，但只要是清廷有海軍存在，商毅就必須對自己的海岸線加以保護，以防清軍從海上發動襲擊，儘管清軍釆用這種戰術的可能性並不大。但這樣的一味防守，顯然不是商毅風格，主動出擊，首先將敵人的危脅解除掉，這纔是商毅喜歡的方式。而且反過來說，一但伏波軍消滅了清廷的海軍，也能夠牽制住清廷布守在渤海灣以及遼東半島的十幾萬大軍，從而也能減輕正面戰場的壓力。同時還可以根據正面戰場的戰況，再度對清廷發動登陸作戰，從天津一帶登陸，直插北京，或是登陸遼東，再取盛京。
出於這些綜合因素的考慮，商毅才決定，將這第一戰的任務交給海軍。
成鋼接到商毅的這個任務之後，心裡也十分激動，雖然伏波軍近兩年來，連繼打贏了日本和馬尼拉兩戰，相對於這兩年一直在韜光養晦的虎賁軍來說，算是出盡了風頭，但在對清的戰場上，伏波軍除了在兩年前突襲遼東的一戰之外，實在沒有什麼拿得出手的戰績來。
而且就是突襲遼東的勝利，也是當時海陸兩軍聯手才取得的，因此在中華軍裡依然流傳着這樣的說法：別看伏波軍現在鬧騰得很歡，但等打起清虜的時候，就要靠邊站了，還得看我們虎賁軍的。而這一次商毅將對清首戰的任務交給海軍部，伏波軍上下也無不歡欣鼓舞，也都決定要打好這第一戰，爲中華軍開一個好頭，同時也證眀，在對清作戰中，伏波軍同樣也可以發揮重要的作用。
這一次出戰，將出動伏波軍第一分艦隊的全部戰艦，又從第五分艦隊分艦隊抽調十五戰船，出航北上，然後在登州匯合駐守山東的第二分艦隊，組成聯合艦隊，雖然這一次是在近海作戰，在登州還有一個基地，可以提供補給，因此並沒有出動後勒運需船，但各種戰船相加，也達到八十三艘，其中主力戰船爲五十三艘、輔助戰船爲二十三艘、飛剪船七艘。千噸以上的戰船共有八艘。
另外在出兵之前，商毅也寫信給福建紹武朝廷的鄭成功，通告他南京將向清廷發動進攻了。這兩年來，鄭成功一直都在泉州駐軍，招兵買馬，打造戰船，現在部下的人馬己有七八萬餘衆，各種船隻二百餘艘，只等着商毅大舉北伐，好率軍和商毅一起出戰，好爲母親報仇，因此聞迅之後，也親自率領三十二戰船，趕到杭州，和聯合艦隊一起出航北上。
其實這次出兵有沒有鄭成功的艦隊助戰，並不影響最後戰局的勝負，但因爲在此前商毅曾經答應過鄭成功，一但出兵北伐攻清，必然叫上鄭成功，一同出兵。而另一個更加重要的原因是，鄭成功出兵之後，商毅和鄭成功也正式結成抗清聯盟，現在紹武朝廷的主要軍事力量都在鄭成功手裡，因此也就不必擔心紹武朝廷在背後搗亂，同時還可以藉助鄭成功的兵力，牽制住廣東的永安朝廷。這樣一來南明的三個朝廷，一下子去掉了兩個，就算永曆朝廷在有什麼動作，江西軍區也能夠輕易對付了。
就在二月二十五日，伏波軍和鄭成功組成的艦隊從杭州出航，一路北上。因爲這一條航線伏波軍己經走了無數次，而且這時海上也無風浪，因此也是一路通暢無阻，在三月二日，艦隊到達登州的海軍基地。
三月三日，加入第二分艦隊之後，達到一百一十餘艘的龐大艦隊，橫穿渤海，再一次從海上直逼天津衛而來。算起來這也是中華軍的艦隊第三次從海上進攻天津衛了。
自從上一次中華軍從海上突襲了遼東和天津衛之後，清廷在天津衛也加強了駐守，而大沽口就是天津衛最主要的要塞，因爲大沽口是海河的入海口，地勢平坦，水緩港深，不僅適合進行登陸作戰，而且千噸以下戰船還可以由海河逆遊而上，直接進攻天津衛，前兩次中華軍從海上突襲天津，都是在大沽口登陸的。
因此清廷的海軍基地就設在天津衛的大沽口處。並在大沽口的兩岸各修建了兩座炮臺，共計佈置各種火炮一百八十餘門，毎一座炮臺分爲兩層，各佈置火炮四十到五十門不等，其中紅衣大炮的數量爲一百一十二門，分別四千斤以上的紅衣大炮爲二十門，三千六百斤紅衣大炮二十四門，三千二百斤紅衣大炮三十二門，二千七百斤紅衣大炮三十六門。火力幾乎可以覆蓋整個海河入海口的海面，從海面攻擊的目標進入海岸炮兵的視野中，立即就會變成火炮射擊的靶子。
駐守炮臺的清兵爲三千人，而就距離炮臺不足五十里的地方，就是天津衛，駐紮着二萬餘清軍，一但海岸告急，天津衛的駐軍就能在一天之內，給海岸予增援。另外在港口裡還停泊着一百多艘各種戰船，雖然都是一些小船，但如果能夠配合炮臺上的火炮，依然不容小視。由其是現在清廷新購進了四艘荷蘭的戰船，也使艦隊的戰鬥力有了相當的提升。
荷蘭派來幫助清廷訓練水軍的教官到達大沽口之後，雖然對清廷海軍的戰船, 人員，火力不屑一顧，認爲這是一支還停留在十五世紀裡的海軍，但對大沽口的防禦力卻讚不絕口，認爲足以抵擋一百艘戰船的進攻。因此多爾袞對大沽口的防禦力還是非常放心的。
就在三月五日清晨，清廷的巡哨船首先發現了在大沽口的東方出現了大量的艦隊，因此立刻向海軍基地發出了回報。
鄭芝龍雖然受到清廷的多方猜忌，但在名議上，他依然還是水軍的最高將領，因此在接報之後，也立刻下令，招集海軍諸將商議應對的戰術。
而朝鮮的客藉將領李杜國一聽，立刻出列，向鄭芝龍請戰，要求帶着龜甲艦隊，去迎戰中華軍的海軍，並且不信誓旦旦，一定要取勝。自從龜甲艦隊組建之後，李杜國也自認爲可以憑着這支龜甲艦隊縱橫海上，因此一直都想找個機會在戰場上去大顯身手，再顯先祖的神威，但多爾袞雖然對龜甲艦隊讚賞有住，但卻一直都不許李杜國出戰，也讓李杜國十分鬱悶，現在終於等到機會了，中華軍主動進攻到到大沽口來了，當然不會放過。
其實鄭芝龍早就想讓李杜國出擊，去和中華軍的海軍打一仗，讓李杜囯知道一下，龜甲船早就已經過時了，省得他整天在自己耳邊宣揚龜甲船有多麼了不起，同時等李杜國慘敗之後，多爾袞也就會進一步認識到自己的價值，對自己的限制，也會放鬆一些，這樣一來，自己也就有機會了。另外如果出戰的話，自己說不定還有機會從清軍這邊逃脫。
當然鄭芝龍也不能表現出自己極力贊同出戰的意圖來，相反還假意勸阻李杜國，但在李杜囯的再三要求下，最後才十分免強的同意出戰。
而荷蘭的教官只付責平時訓練水軍，並不能參加水軍的聚議，因爲清廷對荷蘭人同樣也十分防備。因此在決定出戰之後，鄭芝龍纔派人通告荷蘭的教官，讓他們隨艦隊出戰。但荷蘭人接令之後，立刻就表示自己只是付責訓練水軍，並不是僱傭軍，因此沒有幫助清軍戰鬥的義務，而拒絕出戰。
其實荷蘭人比鄭芝龍更清楚，清軍水軍的戰鬥力，根本不足與中華軍相比，守在基地裡，依靠兩側的炮臺，還可以與中華軍相抗衡，出去迎戰，只是死路一條。荷蘭人當然不想白白爲清軍送死。
荷蘭人不願意隨軍出戰，鄭芝龍到也沒有強求，當時立刻下令，由李杜國帶領龜甲艦隊，爲先鋒船隊，自己率領六十艘其他戰船，作爲第二梯隊，隨後接應，而剛購買的四艘荷蘭戰船也全部出戰，其中最大的一艘船，也被鄭芝龍當做自己的旗艦。
不過在登船之後，鄭芝龍的身邊立刻有人勸告他：身爲全軍的主將，不可親身試險，因此鄭芝龍只在後面指揮作戰，千萬不要親自衝鋒陷陣。
鄭芝龍當然知道，雖然表面上是關心自己的安危，但實際上還是在防範着自己，看來逃脫的希望不大，只能見機行事了。