乌涌是黄埔港的外口，得名于黄埔的乌涌河。在乌涌河和珠江的交汇处，有一个叫做马涌围的小岛。乌涌炮台的主防御阵地就设在这个小岛上。
马涌围岛上炮台因为是主阵地，又是首当其冲，所以工事相对坚固，陈应元亲自督责南海、番禹两县，大量征调民夫，在马涌围的南面修筑了土木结构的炮垒。又厚又高的垒墙上设有炮眼44个，架设44位红夷大炮。
航道上除了打下三排木桩堵塞江面，另有一条横江铁链，铁链用木排锚泊，另有铁链上系有专门钉封来的沙船一艘，架有10门大号佛郎机炮。这艘船的目的除了稳定铁链，不让其被江水冲走之外，还有防止敌人直接派火船烧毁铁链的意图――陈应元在书上看到过的所有破解横江铁链的战法，都是用火烧。所以他特意做了应对。
他因为听说髡贼的炮火十分厉害，射程又远，所以命令将新筑炮位全部前推，有的干脆修筑到了滩涂上，他又从武将和士兵们口中得知，髡贼经常会利用小船登陆，派兵从侧后攻打炮台，使大炮失去作用。所以在各炮台外围有广泛的布置竹签、铁蒺藜和拒马，每台还增加一百名战兵，准备随时与登陆的髡贼厮杀。为了防备髡贼的优势炮火对士兵的杀伤，又命令在江岸上挖掘壕沟，让士兵们用来躲避炮火，直等髡贼登陆，再一跃而起与其白刃相交。
不知道为何，陈应元对官兵的白刃和近身格斗战力充满了莫名其妙的信心――髡贼既然火器厉害，近身肉搏必然是稀松平常的很。搞不好一看到官兵出来白刃战就会一败涂地。所以他的用兵思想是保证士兵们在髡贼的优势炮火下活着――起码要要活到髡贼冲到壕沟边再说。
许廷发对陈应元很恭敬，简直是言听计从。陈应元要他怎么做就怎么做。征询他的意见也一律以“唯大人马首是瞻”、“大人英明”、“末将读书不多，韬略更是浅薄”之类的话语来应付。
本来他一个小小的海防参将，在地位上与广东左布政也是没法相提并论的。力持己见不过是自讨没趣罢了。不过对陈大人的种种布置，他心中是极其不以为然的。在他看来，除非用“坚石”修筑厚厚的堡垒，否则这样只不过是面对江面的一道墙的炮垒根本没有任何作用。不用说髡贼的船炮射来的炮弹无坚不摧，就是髡贼的“雷击艇”抛射出来的大号万人敌一落到墙后就能把炮手们炸得人仰马翻，他们能活下命来就算不错了，还放什么炮。
至于炮垒前推的做法，更是荒唐。难道自己前推了，对方就不能后退么？再者炮垒前推，潮水涌来侵蚀炮台，日子久了，恐怕髡贼没来开炮，炮台自己先被冲垮。
他正在观望敌情，忽然见到陈应元已经亲自率领亲兵亲将，通过架设在乌涌河上的浮桥上了马涌围。看来他是准备亲临一线督战了。许廷发不敢怠慢，赶紧下了瞭望塔，带着亲兵也随之上岛。
陈应元身穿三品官服，头戴乌纱，身披斗篷，腰间悬着配剑，在一群亲兵的簇拥下登上了马涌围炮台的最高处，煞是威风凛凛。
“此处乃广州之门户，羊城之锁钥，将士们今日必要戮力同心灭此丑类！”陈应元用高亢的声音大声喝道。
许廷发赶紧赶上前去请他到北岸督战。
“将军哪里话。”陈应元显得慷慨激昂，“即奉抚军大人之命来此督战，事关省城之安危，学生岂敢有贪生怕死之念？”
许廷发暗暗叫苦――要是这左布政一时糊涂真死在这里，他的责任可就大了。当下关照自己的一个亲信，去和陈应元的亲将接洽，只要稍有危险就赶紧拥了他过桥跑路。为此他让自己的亲兵控制了乌涌河上的浮桥。
1630年11月1日，由李广发的13中队护送测量船“海天”号为前锋，特遣队抵达距离广州城30公里的乌涌炮台。
海天号在特务艇的护送下首先迫近乌涌，测量水深。当船开到乌涌炮台的大炮射程内时，陈应元立刻命令开炮。顿时整个马涌围岛上腾起一片硝烟，炮台上的所有炮位，不管方向还是射程，全部开了炮。各式各样的炮弹拉着高低远近各不同的烟迹七零八落的朝着海天号射去，大部分落在离船很远的地方，只有少数几颗炮弹迫近了船舷。
海天号立刻转舵离开射程。它已经得到了足够的水深资料，同时也大致判明了岛上火炮的射程和威力。
几分钟后，这些情报通过旗语通知到了每个中队。陈海阳下令，由第13中队打头，迫近马涌围岛开始炮击。
四个加农炮中队按照老方法，以纵队队形靠近炮台，在炮台发射的大量炮火中迫近到五百米处，随后转舵。
官兵的红夷大炮尽管最大射程可达1000步，但是由于这次炮台没有布置在露天的墩台上，而是在一道厚厚的土木墙垒之后，垒墙上的开得射击口很小，而且没有左右上下射角的调整余地，只能按照固定的射击角度发射着炮弹。虽然连续开火时候蔚为壮观，但是炮弹却极少能够飞到特务艇的附近。
13中队在炮火中完成了转舵，在五百米外发射球形弹、燃烧弹。后面的各个中队也相继转过舵来跟进轰击。
4个中队的一轮炮击就将整个马涌围岛上的炮台打得千疮百孔。有些地方的壁垒已经坍塌下来。大多数火炮已经完全沉默。不管军官们如何吆喝，拦截士兵们已经开始溃逃