1838年（戊戌年）11月15日，特命林则徐为钦差大臣赴粤查办禁烟。在广州禁止鸦片的过程中，林则徐意识到英国殖民者不肯放弃罪恶的鸦片贸易，而且蓄谋要用武力侵略中国。为抗击鸦片侵略，战胜敌人，他进行了大量的“师敌之长技以制敌”的军事变革实践。
他亲自主持并组织翻译班子，翻译外国书刊。
  把外国人讲述中国的言论翻译成《华事夷言》，作为当时中国官吏的“参考消息”。为了解外国的军事、政治、经济情报，将英商主办的《广州周报》译成《澳门新闻报》。为了解西方的地理、历史、政治，较为系统的介绍世界各国的情况，又组织翻译了英国人慕瑞的《世界地理大全》，编为《四洲志》，还组织翻译瑞士法学家瓦特尔的《国际法》等一系列著作。
  通过分析外国的政治、法律、军事、经济、文化等方面的情况，他认识到只有向西方国家学习才能抵御外国的侵略。他提出“师夷之长技以制夷"的主张，他提出为了改变军事技术的落后状态应该制炮造船的意见。林则徐在了解世界，研究西方方面带了头，成为中国近代传播西方文化，促进西学东渐的带头人。
  
在军事方面，他着手加强和改善沿海一带防御力量。专门派人从外国秘购200多门新式大炮配置在海口炮台上。为了改进军事技术，又搜集并组织了大炮瞄准法，战船图书等资料。虽然林则徐对西方认识比较肤浅，接触西学的目的是出于外交、军事的需要，但毕竟开创了中国近代学习和研究西方的风气，对中国近代维新思想起到启蒙作用。
  
林则徐将西方国家的“战船制造、火器制造和养兵练兵”作为探求军事变革的重要内容。组织官兵在东较场（今广东省人民体育场一带）学习演练西洋武器，学习西法练兵，并经常亲往阅操，抓紧训练官兵。他还会同两广总督邓廷桢、广东水师提督关天培、广东巡抚怡良等在东较场检阅军队，准备迎击英国侵略军。
  当时，数百名精选出来的官兵演习了排枪、火炮等，林则徐看后大为赞赏。为激励官兵的爱国心和责任感，林则徐当即挥毫赋写新联一副，悬挂于东较场的演武厅内。
对联云：“小队出郊峒愿士卒功成净洗银河长不用，偏师成壁垒看百蛮气慑烟消珠海有余清。”〔见萨嘉榘辑：《林则徐联句类集》卷1〕林则徐的对联，措词磊落，充满爱国主义的浩然正气，它凝成一股无形的精神力量，激励着东较场上练武的官兵们，成为官兵刻苦训练的精神动力。
  
林则徐在广东一边禁烟，一边积极备战，修建炮台，拉拦江木排铁链，相信“民心可用”，招募五千多渔民编成水勇，屡败英军的挑衅。在1839年下半年，取得九龙之役、川鼻官涌之役等反击战的胜利。
但学界有一说法为，鸦片战争并非因为禁烟而起，而是因为禁商。
  1839年7月7日一伙英国水手来到九龙尖沙咀的小酒馆酗酒闹事，引发斗殴，结果导致村民林维喜伤重死亡。林则徐毫不迟疑地要求英国人交出凶手，按大清律要捉拿水手中的一人来偿命。但义律只同意赔偿死者家属并惩办所有参与此事的水手，而拒绝交出一人来杀头顶罪。
  双方僵持不下的时候，林则徐在8月15日下令禁止一切贸易，并封锁了外国在广州的全部外贸企业。义律在9月5日派特使要求林则徐解除封锁，恢复正常贸易关系。林则徐未达到目的，拒绝了义律的要求。当天下午，英国军舰向封锁他们的中国战船开炮[6]。
自1839年3月林则徐到达广州查禁鸦片起，至1842年10月清廷革林则徐两广总督职止，林则徐在广州主持禁烟抗英军事斗争共19个月。
  
林则徐敢于学习外国先进科学技术的精神，受到人们高度赞扬，被称为“开眼看世界的第一个人”。