1841年6月25日，道光帝下旨将林则徐、邓廷桢革去官职，流放伊犁。7月13日，裕谦从江苏回到了镇江。久旱逢甘雨，他乡遇故知。正当两个老朋友畅谈抗英大业的时候，这道圣旨却来到了镇江军营。裕谦顿时惊呆了，他因为好友的悲惨遭遇而痛心不已，也因为朝廷奸臣当道、善恶不分而义愤填膺！然而，林则徐却镇定自若，坦然面对这一沉重的打击。英雄末路，自古皆然，生活在那个时代的林则徐，注定要沦为道光帝玩弄政治权术的牺牲品。当时就有人作诗，一语道破了道光帝的心思：
极边风雪惨孤臣，
犹忆烟销粤海深。
未肯和戎乖国体，
只应长作出疆人。
1841年7月14日，林则徐乘船从镇海起程，5月中下旬抵达杭州，见到了好友张珍臬。十年前，张珍臬也被贬谪新疆，当时曾画了一幅《梦月听诗图》。如今相见，林则徐百感交集，于是他挥笔为此画题写了一首诗。在该诗的最后四句中，他满怀凄凉地写道：
诗梦俄惊梁月坠，
边心遥逐塞云愁。
谁知卷里濡毫客，
垂老凭君问戍楼！
同时，林则徐向张珍臬询问了西北边疆的许多事情，最后在临别之际，林则徐又赋诗答谢杭州的亲朋好友，他写道：
唱彻阳关万里秋，借书还为说三州。
几人绝域逢青眼，前途归程羡黑头。
不信玉门成畏道，欲倾珠海洗边愁。
临歧极目仍南望，蜃气连云正结楼。
惜别群公各感秋，酒痕襟上话杭州。
传书大欲效黄耳，瞻屋乌难挽白头。
相关莫贻临贺累，有心都寄夜郎愁。
追谈往事还西笑，多少羁臣出节楼。
7月初，林则徐途经苏州，顾湘舟为他画像留念。之后，他来到镇江，见到了好友魏源。林则徐亲手把《四洲志》及相关资料交给了魏源，希望他将来能写出一部系统介绍西方情况的作品。后来，魏源果然不负众望，鸦片战争刚刚结束时，他就创作出一部闻名中外的巨著——《海国图志》，并提出了“师夷长技以制夷”的伟大思想。依依惜别之际，魏源强忍悲痛，作诗相送：
万感苍茫日，相逢一语无。
风雷憎蠖屈，岁月笑龙屠。
方术三年艾，河山两戒图。
乘槎天上事，商略到鸥凫。
聚散凭今夕，欢愁并一身。
与君宵对榻，三度雨翻萍。
去国桃千树，忧时突再薪。
不辞京口月，肝胆醉轮囷。
魏源真不愧是林则徐的知己，他最了解林则徐的爱国思想，也最能体会林则徐向西方学习的伟大智慧。对于好友的蒙冤去职，他无法用言语来安慰对方，只好借助诗歌来表达自己的深情厚谊。同时，他还提醒林则徐将来一定要加强西北边防，谨防沙俄的侵略。林则徐接受了他的思想，在晚年时，他就曾振聋发聩地大声疾呼：“终为中国患者，其俄罗斯乎！”
几天后，林则徐来到了扬州。他把自己精心收藏的《炮书》交给朋友，请他们代为刊印，供人们在铸造大炮时参考。
抗英有罪，报国无门，奔腾的黄河也发怒了。1841年8月2日，黄河又从开封西北冲破了堤坝，滚滚洪流，一泻千里，受灾区域遍及河南、安徽的二十三个州县。尤其是开封市，惊涛骇浪，满城洪流，“鸿雁哀声流野外，鱼龙骄舞到城头”。对此，河南巡抚牛鉴束手无策，只能坐以待毙。河道总督文冲上书，请求把开封举城搬迁，而知府邹鸣鹤却坚决不同意迁城。最后，道光帝不得不委派军机大臣王鼎前去主持治水工作。由于王鼎素无治水经验，且与林则徐私交甚厚，所以接到圣旨后，他便立即以林则徐精通治河为由，奉请道光帝调林则徐回来为其效力，协助其办理河务。于是，8月19日，林则徐在扬州奉旨而返。他昼夜兼程赶到开封的祥符工地上一看，只见白茫茫的一片汪洋，哀鸿遍野，惨不忍睹。顿时，忧国忧民之情油然而生：
谁输决塞宣房费，
况值军储仰屋愁。
江海澄清定何日？
忧时频倚仲宣楼。
由于王鼎对治河缺乏经验，而他知道林则徐是当时众所周知的治河专家，所以他对林则徐十分倚重，事事都找其商量。林则徐也深知治河工程刻不容缓，他积极建议王鼎，首先要利用秋天少雨的大好时机，抓紧组织两岸百姓，赶筑三道挑水坝。这一建议立即得到了王鼎的支持。为了早日竣工，林则徐追随王鼎，日夜驻守在堤坝上，督察工程，与大家同甘共苦。可惜，如今的林则徐与当年他在江苏时所处的环境已大不相同了。作为一个戴罪立功的人，他没有任何的决策权。而那些贪官污吏们整日都在暗地里盘算着如何借机大发横财，想尽一切办法制造种种障碍，故意拖延工程的进度，阻挠工程的顺利进行。这些贪官们故意散布流言蜚语，恶意地诽谤林则徐，尽管如此，林则徐始终以国事为重，完全不计较个人的得失，甚至当自己病情日益严重的时候，他仍坚持带病工作，早出晚归，日夜奔波在工地上，正所谓“肝胆披沥通幽明，亿兆命重身家轻”。
1842年3月18日，在王鼎的通力配合下，林则徐克服了种种困难，终于胜利地完成了治水工程。王鼎相当清楚林则徐的功劳，因此工程结束后他立即上书，奏请道光帝将林则徐将功赎罪，不要再流放伊犁了。但是，谁也没有想到，正当大家在治河竣工的庆功宴上举杯畅饮时，道光帝却下了一道圣旨，仍然将林则徐发配新疆。满座文武大臣顿时涕泪交加，他们深深为林则徐的悲惨遭遇而感到愤愤不平。林则徐却泰然自若，“宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒”。他知道该来的迟早总是要来的，因为此时浙江前线已经全线崩溃，清廷必将重压抵抗派。既然如此，那就干脆让暴风雨来得更猛烈些吧！
于是，他匆匆收拾行李，从祥符工地起程西行。王鼎拉着林则徐的手相送了一程又一程，还是依依不舍。林则徐也感慨万千，他当即赋诗两首，以答谢王鼎的知遇之恩：
其一
幸瞻巨手挽银河，休为羁臣怅荷戈！
精卫原知填海误，蚊虻早愧负山多。
西行有梦随丹漆，东望何人问斧柯？
塞马未堪论得失，相公且莫涕滂沱！
其二
元老忧时鬓已霜，吾衰亦感发苍苍。
余生岂惜投豺虎？群策当思制犬羊！
人事如棋浑不定，君恩每饭总难忘。
公身幸保千钧重，宝剑还期赐上方！
对于投降派的种种倒行逆施，当时的一切正义之士无不切齿痛恨，林则徐的老师沈鼎甫从北京写信来鼓励自己的学生，并斥骂专营弄权的穆彰阿开门揖盗、祸国殃民。王鼎从开封回到北京以后，把穆彰阿痛骂了一顿，并极力向道光帝推荐林则徐。太常寺卿唐鉴也同样奋不顾身地向朝廷举荐林则徐。林则徐的学生赵云汀还邀集了许多同门的师兄弟，提前守候在恩师西行的途中，为老师鸣冤叫屈。然而，这一切全都无济于事，道光帝早已铁了心，如果不把林则徐和邓廷桢这些抵抗派彻底地打压下去，他是绝不会善罢甘休的！
可笑的是，严酷的现实却一下子就粉碎了这群投降派的美好幻想，英国侵略者永远是欲壑难填的，他们并非如琦善所说的那样，仅仅是希望严惩林则徐，为自己申述冤屈，也不是为了所谓的真正的友好通商。他们之所以兴师动众，大动干戈，其真正的阴谋是为了侵占中国的领土，勒索更多的特权，最终彻底打开广袤的中国市场，那样不但可以为他们发展资本主义经济掠夺和积累必要的、可耻的第一桶金，而且也可以把中国变为他们将来发展经济的原料产地和商品销售市场。于是，1841年4月21日，英国政府召开内阁会议，召回义律，任命亨利·璞鼎查为新的全权公使。5月31日，帕麦斯顿向璞鼎查发出训令，命令用武力重新占领定海，然后重开谈判，迫使清政府答应英国的全部要求。
8月21日，璞鼎查与新任侵华远征军总司令兼海军司令巴尔克率领的十四艘舰艇和两千五百名英国侵略者从香港起程，扑向厦门。厦门守军被迫奋勇还击，但是在英军猛烈的炮火攻击下，白石炮台最终还是沦陷了。英军便强行登陆，占领了镇北关。8月26日，英军攻陷了厦门，他们大肆烧杀掠夺，无恶不作，激起了当地人民的强烈反抗，厦门附近的群众也纷纷组织团练来武装自卫。
9月25日，英军大举进犯定海。9月29日，他们攻占乌龟岩（又称五奎岛），并在此安放了大炮。9月30日，英舰从吉祥门攻打黄港浦。10月1日，英军兵分三路，一路从乌龟岩正面进攻，一路从东面炮击关山炮台，而主力部队则从西面进攻晓峰岭。镇守晓峰岭的是寿春镇总兵王锡朋，他率领八百名清军奋力抵抗，战斗异常惨烈。最后他的左腿被英军的炮火打断了，但是他仍然指挥作战，坚决与阵地共存亡。经过六个昼夜的血战，定海再次沦陷，总兵葛云飞、王锡朋、郑国鸿等人全部战死沙场。
10月10日，英军紧接着又进攻镇海。他们一路攻打金鸡山，守将谢朝恩中弹身亡；另一路则猛攻招宝山，守将余步云望风而逃，还恬不知耻地为自己辩解说：“敌人还没有开炮，我何必留守？”之后，英军在金鸡山和招宝山上架炮俯攻镇海城。裕谦亲自登城，率兵反击，但孤城难守，英军很快就攻破了城门，一拥而入。裕谦誓死不投降，当敌人疯狂扑过来时，他投水身亡，以身殉职。
10月12日，英军疯狂地扑向宁波。守城官兵还没等敌人来到，就早已逃之夭夭。于是，英军又轻而易举地占领了宁波。浙江连失三城，引起了清廷的极大震动。道光帝也慌了手脚，他被迫派“扬威将军”奕经率军剿敌。10月18日，惯于纸上谈兵的奕经贸然分兵三路反攻定海、镇江、宁波三城，本想在世人面前扬名立威，谁知老天爷并不愿意眷顾这种鲁莽的行为，结果三路大军全部大败而归。于是，奕经一路狂奔，逃到了杭州。从此以后，道光帝被敌人吓破了胆，惶惶不可终日，他仿佛是变了一个人似的，再也不敢以天朝上国去自吹自擂了。
林则徐得知前线战斗失利的消息，当时就惊呆了，泪水夺眶而出。他为裕谦等人的壮烈捐躯而悲痛万分，更为国土沦陷、百姓遭殃而痛心疾首。他多么渴望自己能够重返前线为国效力啊！但是，他知道这只能是一个不切实际的幻想。1842年5月，林则徐抵达西安后，就一病不起，不得不请假暂留西安养病。
林则徐在西安一躺就是两个多月，他一面治病疗养，一面购置车马物品，准备随时奉旨出关。因为他的夫人病重多时，林则徐就留下大儿子林汝舟陪夫人在西安养病，自己则准备在8月6号起程前往伊犁。谁知偏偏又赶上了西安大雨，道路难行，林则徐只好将行程暂缓几日。然而，意外的滞留却加大了开支，西行万里的食宿费用顿时就成了难题。这时，福州有一位姓苏的富户，自愿出白银万两资助，以表示对林公的敬仰之情，但林则徐坚辞不受。后来，直到对方迫不得已答应收下林家的房契做抵押时，他才接受了这笔急需的银两。
在此期间，他利用给好友苏廷玉回信的时机，系统地阐述了自己的抗英主张。广东两年的斗争实践使他深刻地认识到，只有改变军事技术的落后状态，才能改变被动挨打的局面，从而有效地抵御敌人的入侵。为此，他不仅反复强调造船铸炮、建立海军的重要性，还结合当前的斗争实际，建议先购置大炮，雇用民船，发动群众来保卫海疆。其实，这并不是林则徐海战思想的第一次表述，早在祥符工地的时候，他在给吴子序的回信中就已经明确表达了自己的这种观点。在信中，他还不忘提醒当地的各级官员一定要加强战备，又委托陕西布政使朱士达将自己在扬州主持刊印的《炮书》转送陕西抚标中军参将马辅相，希望他们能造出新式大炮。这种赤诚的报国之心和强烈的爱国之情真是动人心魄，催人泪下。
1842年8月11日，大病初愈的林则徐告别了妻子，重新踏上了坎坷的西行之路。临别时，他又赋诗一首劝慰妻子：
出门一笑莫心哀，浩荡襟怀到处开。
时实难从无过立，达官非自有生来。
风涛回首空三岛，尘壤从头数九垓。
休信儿童轻薄语，嗤他赵老送灯台。
力微任重久神疲，再竭衰庸定不支。
苟利国家生死以，岂因祸福避趋之。
谪居正是君恩厚，养拙刚于戍卒宜。
戏与山妻谈故事，试吟断送老头皮。
在这首诗中，林则徐劝慰夫人说虽然他即将远行，奔赴艰苦的环境，但是无论如何，他都将乐观旷达。如果对国家有利的事情，哪怕是赴汤蹈火，他也会在所不辞，不能有祸就躲避，有福就迎头接受。一句“苟利国家生死以，岂因祸福避趋之”，成为林则徐生平最爱诵读的句子，也是他一生的座右铭，充分体现了他高尚的爱国情操。
由此可见，面对不公正的待遇，林则徐并没有绝望，他镇静坦然、慷慨悲歌，明确表达了自己为了国家利益可以将生死置之度外，绝不因为一己之利而趋福避祸，已完全把个人的荣辱得失置之度外。所以，如果说以前人们只是敬佩林则徐在国难当头时挺身而出、力挽狂澜的惊世之举，那么现在，人们则更敬佩他在遭贬流放的极端逆境中，依然把国家和民族利益看得高于一切的崇高使命感。
林则徐一行出西安城后，乘舟渡过渭河，抵达咸阳。从咸阳经过今天的礼泉，又到达乾县。这天夜里，大雨如注，这位心情惆怅的诗人久久不能入睡，于是不由自主地吟出了一首诗：
欲眠不眠夜漏水，得过且过寒虫号。
肝肠赖尔出芒角，俯仰笑人随桔槔。
人生多变，身世沉浮，就如同那提水的桔槔一般上下起伏。这时，长子林汝舟已相伴远行了五日，就要回西安了。8月16日，林则徐写下了一首《舟儿送过数程，犹不忍别，诗以示之》，表达了父亲对儿子殷切的教导和希望。
从此，渐行渐远，林则徐仿佛是一轮斜阳，从人们的视野中慢慢地消失了。行到兰州时，他已风闻英国侵略者已经暂停军事行动，江南议和又开始了。此时，他还不知道清政府早已屈膝投降，同侵略者签订了丧权辱国的《南京条约》。但是，他相信英国侵略者一向是得寸进尺的，其贪得无厌的本性永远也不会改变，所以他作诗告诫人们务必要提防侵略者的狼子野心：
昨枉琼瑶杂，驰情到雪山。
投荒非我独，寻梦为君还。
但祝中原靖，奚辞绝塞艰。
只身万里外，休戚总相关。
9月8日，在甘肃布政使程德润为他举行的饯行会上，林则徐又即席赋诗一首，再次提醒人们一定要时刻提高警惕，谨防英国侵略者步步深入地蚕食中国：
我无长策靖蛮氛，愧说楼船练水军。
闻道狼贪今渐戢，须防蚕食念犹纷！
白头合对天山雪，赤手谁摩岭海云？
多谢新友赠珠玉，难禁伤别杜司勋。
9月11日，林则徐离开兰州，好友陈德培一路相伴。9月19日，他俩抵达凉州。在同乡郭柏荫那里小住了数日后，9月26日，他们又从凉州起程，陈德培一直相送到城外的四十里铺，才不得不与林则徐洒泪而别。林则徐感慨万千，当即赋诗一首，以表达对友人的诚挚谢意：
小丑跳梁谁殄灭，中原揽辔望澄清。
关山万里残宵梦，犹听江水战鼓声。
10月9日，林则徐来到了肃州。在这里，他高兴万分地收到了邓廷桢从伊犁寄来的一封信。这一对志同道合的老朋友终于又能够见面了。林则徐忍不住又提起笔来，以诗言志，再度抒发了自己高尚的爱国情怀：
其一
与公踪迹靳从骖，绝塞仍期促膝谈。
他日韩非惭共传，即令弥勒笑同龛。
扬沙翰海行犹滞，啮雪穹庐味早谙。
知是旷怀能作达，只愁烽火照江南！
其二
公此鲰生长十年，鬓须犹喜未皤然。
细书想见眸双炯，故纸难抛手一编。
僦屋先教烦次道，携儿也许学斜川。
中原果得销金革，两叟何妨老戍边。
此后，林则徐继续西行。由于年迈多病，一路上他忍受了种种令人难以想象的痛苦。尤其是从安西州西行进入新疆后，黄沙弥漫，道路坎坷，林则徐备受身心的双重煎熬。望着漫天风雪，他百感交集，觉得眼前这漫天飞舞的雪花，跟中原变幻莫测的时局是多么的相像呀！于是，满腔的诗意顿时油然而生：
积素迷天路渺漫，蹒跚败履独禁寒。
埋余马耳尖仍在，洒到乌头白恐难。
空望奇军来李愬，有谁穷巷访袁安？
松篁挫抑何从问，缟带银杯满眼看。
从那震耳欲聋的乱石声中，林则徐隐隐约约地听到了大漠那边灾难深重的祖国正在深情地召唤自己，所以他又满怀凄凉地写道：
沙砾当途太不平，劳薪顽铁日交争。
车箱簸似箕中粟，愁听隆隆乱石声。
1842年12月10日，林则徐历经十六个月的艰辛跋涉，终于走完了悲凉的西行之路，拖着残躯病体来到地处西北边疆的伊犁惠远城。