1839年3月10日，奉命為欽差大臣林則徐到達廣州查禁鴉片。在廣州禁止鴉片的過程中，林則徐意識到英國殖民者不肯放棄罪惡的鴉片貿易，而且蓄謀要用武力侵略中國。為抗擊鴉片侵略，戰勝敵人，他進行了大量的“師敵之長技以制敵”的軍事變革實踐。
他親自主持並組織翻譯班子，翻譯外國書刊。把外國人講述中國的言論翻譯成《華事夷言》，作為當時中國官吏的“參考訊息”。為了解外國的軍事、政治、經濟情報，將英商主辦的《廣州周報》譯成《澳門新聞報》。為了解西方的地理、歷史、政治，又組織翻譯了英國人慕瑞的《世界地理大全》，編為《四洲志》，還組織翻譯瑞士法學家瓦特爾的《國際法》等一系列著作。通過分析外國的政治、法律、軍事、經濟、文化等方面的情況，他認識到只有向西方國家學習才能抵禦外國的侵略。
在軍事方面，他著手加強和改善沿海一帶防禦力量。專門派人從外國秘購200多門新式大炮配置在海口炮台上。為了改進軍事技術，又蒐集並組織了大炮瞄準法，戰船圖書等資料。雖然林則徐對西方認識比較膚淺，接觸西學的目的是出於外交、軍事需要，但畢竟開創了中國近代學習和研究西方的風氣，對中國近代維新思想起到啟蒙作用。
林則徐將西方國家的“戰船製造、火器製造和養兵練兵”作為探求軍事變革的重要內容。組織官兵在東較場(今廣東省人民體育場一帶)學習演練西洋武器，學習西法練兵，並經常親往閱操，抓緊訓練官兵。他還會同兩廣總督鄧廷楨、廣東水師提督關天培、廣東巡撫怡良等在東較場檢閱軍隊，準備迎擊英國侵略軍。當時，數百名精選出來的官兵演習了排槍、火炮等，林則徐看後大為讚賞。為激勵官兵的愛國心和責任感，林則徐當即揮毫賦寫新聯一副，懸掛於東較場的演武廳內。
對聯云：“小隊出郊峒願士卒功成淨洗銀河長不用，偏師成壁壘看百蠻氣懾煙消珠海有餘清。”〔見薩嘉榘輯：《林則徐聯句類集》卷1〕林則徐的對聯，措詞磊落，充滿愛國主義的浩然正氣，它凝成一股無形的精神力量，激勵著東較場上練武的官兵們，成為官兵刻苦訓練的精神動力。
林則徐在廣東一邊禁菸，一邊積極備戰，修建炮台，拉攔江木排鐵鏈，相信“民心可用”，招募五千多漁民編成水勇，屢敗英軍的挑釁。在1839年下半年，取得九龍之役、川鼻官涌之役等反擊戰的勝利。
但學界有一說法為，鴉片戰爭並非因為禁菸而起，而是因為禁商。1839年7月7日一夥英國水手來到九龍尖沙咀的小酒館酗酒鬧事，引發鬥毆，結果導致村民林維喜傷重死亡。林則徐毫不遲疑地要求英國人交出兇手，按大清律要捉拿水手中的一人來償命。但義律只同意賠償死者家屬並懲辦所有參與此事的水手，而拒絕交出一人來殺頭頂罪。雙方僵持不下的時候，林則徐在8月15日下令禁止一切貿易，並封鎖了外國在廣州的全部外貿企業。義律在9月5日派特使要求林則徐解除封鎖，恢復正常貿易關係。林則徐未達到目的，拒絕了義律的要求。當天下午，英國軍艦向封鎖他們的中國戰船開炮[2]。
自1839年3月林則徐到達廣州查禁鴉片起，至1842年10月清廷革林則徐兩廣總督職止，林則徐在廣州主持禁菸抗英軍事鬥爭共19個月。
林則徐敢於學習外國先進科學技術的精神，受到人們高度讚揚，被稱為“開眼看世界的第一個人”。