1856年10月8日，“亚罗号”事件爆发。叶名琛逮捕了亚罗号上的中国船员。叶名琛依然采取强硬政策拒不接受英国侵略者的无理要求。10月14日，英国海军虏去一艘中国水师的官船。21日，英军开始在司令西马糜厘的率领下，乘船攻击珠江两岸的炮台。至此，两国处于战争状态，第二次鸦片战争爆发。此时，与英国开战对叶名琛来讲不是一个好时机。他所有精锐部队都在江浙作战，广东的财力基本已经在镇压太平军的战争中消耗殆尽。他面临无兵可派、无险可守、无钱可用的尴尬局面。尽管内外交困，但是面对英国人咄咄逼人的态度，叶名琛仍然沉着应战。

间谍战击败英国侵略者

叶名琛与英国侵略军展开了激烈的间谍战。1856年，在英军发动进攻时，叶名琛利用原有的保甲系统，侦察敢于为英国侵略者刺探情报或提供粮食的汉奸，逮捕了七八十人。他还给广州市民发放身份证，无证者一律不得进出城门。英国人后来不得不承认从广东他们几乎得不到什么信息。与此同时，叶名琛启用了他多年来经营的谍报系统。在和平时期，叶名琛通过广东夷务总局向英国人占领的香港派出了大量探子。这些探子的公开身份是在香港做贸易的商人，而实际上他们都是叶名琛手下的军人。战争开始后，他们与叶名琛的信息交流更加频繁，每五天就联系一次，给叶名琛提供了大量关于香港的英军部署和调动的情况。叶名琛自得地说：“我合数十处报单互证，然后得其端绪。”知己知彼使叶名琛在广州作战的初期获得了胜利。