，其戰略思想更加明確，對各炮臺之間體系性的建設更加重視。歸納起來，他的防守設想可以簡述為“三重門戶”體系。
第一重門戶：東邊的沙角炮臺、西邊的大角炮臺，隔著四里多寬的珠江口，對峙而立。因為清兵火炮射程近，二炮臺難以形成交叉火力，所以關天培除保留其原有火炮作近岸防守外，又在兩處分設訊號臺，發現有敵艦內駛，即發訊號給二、三線炮臺。
第二重門戶：以珠江中流上橫檔島一線為防禦重點，隔東水道與武山諸炮臺形成交叉火力，隔西水道與蘆灣岸上火炮形成交叉火力。為加強這一線的防禦，關天培於1835年底完成了武山西麓原南山諸炮臺的擴建，即將南山炮臺改名威遠炮臺，增加炮位至四十門，在威遠炮臺以北加築鎮遠炮臺，置炮四十門。1839年夏，又在威遠、鎮遠二炮臺之間加築了靖遠炮臺，置炮六十門。上橫檔島西端的永安炮臺是1835年底與威遠炮臺同期完成的，此臺置炮四十門。與永安炮臺隔著西水道遙遙相對的，是同時竣工的蘆灣鞏固炮臺，置炮二十門。為了保護武山側後，關天培在珠江支流三門水道上築了三門口炮臺，又在三門水道邊的太平墟、虎門寨駐兵置炮，其數不詳。
第三重門戶：即珠江中大虎山南端的大虎山炮臺，舊置炮三十二門，未變。
上橫檔島在珠江中，珠江主航道在上橫檔島與武山之間。關天培又在武山山根至上橫檔、飯蘿排（上橫島南）之間扯起兩道排鏈，作為水上障礙，以阻滯敵艦。一排鏈長三百九十丈，系大木排三十六排；一長三百七十二丈，系大木排四十四排。每個大排，都由四個小排組成。而每個小排，都是由四根四丈五尺長的圓木以橫木穿插而成。木排馱著鐵鏈，鐵鏈牽著木排，宛如水上長城。
為了攔擊敵人，關天培還在水面上配備了十艘“師船”，每船裝炮十門，合計亦有一百二十門炮的火力。
關天培思慮周全，用心良苦。
他的基本思路是：先阻敵於水道之外；阻之不住，敵入，則以岸炮、船炮交叉射擊之。從大角、沙角一線到上橫檔一線，約七里；從上橫檔一線到大虎山、小虎山一線，約五里；敵若進入這十二里水域，正好中了他預設的埋伏。
但這是一廂情願的戰爭預測。
英國人透過多次偵察，早已清楚了關天培十二臺、十船、約五百門火炮的防守能力。所以他們採用了穩紮穩打，各個擊破，先予摧毀，再予佔領，最後透過的戰術。換言之，關天培設定的是“口袋陣”，想用關門打狗的戰術取勝。未料英國人不鑽“口袋”，先撕“口袋”，而且從頭撕起，如此，十九世紀四十年代中國最牢固的海防長城便被英國人以吹灰之力瓦解。
道光二十年（1841）十一月二十五日（1月7日），英艦三艘（加略普號、海阿新號、拉恩號）正面炮轟沙角炮臺，又派登陸部隊迂迴攻炮臺側後。兩面夾擊，清軍不支，炮臺失守。
同一天，英艦四艘（薩馬蘭號、德魯伊德號、哥倫拜恩號、摩底士底號）正面轟擊大角炮臺，清軍不支，炮臺失守。
僅僅半天功夫，三重門戶的第一重門兩炮臺即告失守。副將（從二品）陳連升與兒子陳長鵬雙雙戰死。
居高臨下，易守難攻，何以不堪一擊？英軍攻擊沙角、大角時，關天培就坐鎮在靖遠炮臺，相隔僅七八里，何以無力相救？
問題先懸在這兒，且讓我等追尋當年事態的變化。
沙角、大角的失守，讓虎門水道大門洞開。關天培十分震驚。第一重門戶已破，如今只有堅守上橫檔一線的第二重門戶了。關天培利用重開談判的機會“另作武備”。
在這第二重門戶上，一字排開六個炮臺，總炮位二百四十門。為了增強火力，關天培在靖遠等三炮臺又增加重炮七門，且在威遠炮臺南增建兩座沙袋炮臺，置炮三十門。炮臺後山，增建兵營，駐紮兵勇，以防英軍用攻佔沙角炮臺的戰術包抄後路，因而武山地區炮位已增加到一百七十七門。在上橫檔島上，除原建二炮臺外，又修復了上橫檔山頂炮臺，增建了島南、島北兩個沙袋炮臺，這便使上橫檔島的火炮由八十門增加到一百六十門。在江西岸的蘆灣，鞏固炮臺外，又建一兵營，增設火炮二十門，這便使蘆灣一帶的火炮達到四十門。虎門大戰之前，上橫檔一線的清軍火炮總計為三百七十七門。這是當時中國最強的、絕無僅有海防火力系統。
道光二十一年（1841）二月初四（2月25日），英軍十八艘軍艦突入虎門江面。大出關天培意料的是英軍並未先闖珠江主航道