由于守军连日苦战，伤亡甚众，虽击沉英军舢板数只，并击伤英舰“布朗底”号，终因风大浪险和英舰的封锁，镇海清军难以支援，定海城于10月1日下午2时陷入英军的包围。接着，英军登云梯入城，知县和守军撤离县城，定海再次被英军侵占。军需库中的大量物资落入敌手，其中有三十六门新造的铜炮，被敌人搬上运输船，后用以轰击清军。
第二次定海之战，守军官兵坚守阵地，顽强御敌，表现了高度的爱国热情。但在组织指挥上，有不少失误之处。如：敌人以数百门舰炮进行有效压制和步兵火器占优势的情况下，仍以密集队形与之对阵，致遭重大伤亡；在工事构筑上，不懂得构筑防炮掩蔽部，也未在城周围利用山地构筑第二线防御阵地，以掩护县城；尤为失策的是，没有事先作出前沿阵地和县城失守后的作战方案，只有一手准备，没有第二手准备。舟山本岛面积较大，附近岛屿甚多，又大部为山地，即使县城失守，仍可利用有利地形，不断袭扰和牵制侵略军。但守军将领虑不及此，在武器装备处于劣势情况下，单纯地依靠阵地战同敌人硬拚，结果将士大部阵亡，兵溃城陷，无人招集溃散兵勇继续与敌周旋，使英军得以迅速转移兵力进犯镇海等地。