魏源应甘肃古浪知县陈世镕之约游西北各地名胜，写有多组山水诗，有些诗序写得清彻冷隽，是很好的山水小品。
鸦片战争爆发时，魏源对英国的侵略行径极为愤怒，主张坚决抵抗。他曾应邀赴浙江宁波前线参加抗英斗争，并亲自参与审讯英俘安突德（P。AMmther），根据其口供，“旁采他闻”，作成《英吉利小记》。1841年5月底，广州三元里村民以三元古庙的三星旗为令旗，联络附近103乡民众在牛栏冈丘陵地带痛击来犯英军，伤毙敌人约50名。消息传来，魏源满怀激情援笔成诗，为三元里人民抗英斗争的光辉史实，留下了珍贵的记载：
同仇敌忾士心齐，呼市俄闻十万师。
几获雄狐来庆郑，谁开柙兕祸周遗？
前时但说民通寇，此日翻看吏纵夷。
早用秦风修甲戟，条支海上哭鲸鲕。
1841年6月，林则徐被罢职，发配新疆伊犁效力赎罪，途经江苏江口（今镇江），与魏源相会。老友见面，百感交集，先是相对无言，继之通宵对榻，痛论民族忧患，国家兴亡。愤懑、忧戚、商略、砥砺，两颗赤诚的爱国之心完全融为一体。魏源后曾赋诗《江口晤林少穆制府》，生动、逼真地记述了当时的情景：
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。
林则徐临行，把自己所辑《四洲志》及在广东收集的外国情况资料全部送给了魏源，请他在此基础上写作《海国图志》，并荐魏源去两江总督裕谦处参与戎机。魏源欣然接受，在送别林则徐后即再赴浙江前线，入裕谦幕，积极筹划抗敌之策。当年秋初，龚自珍至扬州与魏源叙晤，这也是他们二人的最后一次聚会。在这一年里，魏源作《寰海十章》《秋兴十章》《寰海后十章》《秋兴后十章》。魏源受阮嵇《咏怀》和左思《咏史》的影响，在诗中抒发了自己炽烈的爱国热情和不满黑暗现实、要求变革的抱负。
1842年8月，《南京条约》签订，鸦片战争以中国惨败而结束。在此前后，魏源闭门不出，埋头著述《圣武记》。该书成书于1842年9月，此后又两次修订、增订。全书共14卷，40万字，前10卷叙事，讲述自清朝开国以来至道光历史，后4卷是议论，讨论兵制、练兵、筹饷及攻守策略等问题。这是他推求盛衰之理、筹划海防之策的精心之作。
鸦片战争失败，“凡有血气者所宜愤悱，凡有耳目心知者所宜讲画也”。《圣武记》完成后不久，魏源以惊人的毅力，用短短几个月的时间完成了《海国图志》50卷本的撰写。魏源在这部书中第一次系统地介绍了世界主要资本主义国家的政治、经济概况，向人们宣告，闭关自守的时代已经终结，世界已经进入了海国时代。他形容自己的工作是“创榛辟莽，前驱先路”，宣称写作此书目的在于“为以夷攻夷而作，为以夷款夷而作，为师夷长技以制夷而作”。
魏源认为鸦片战争的失败是清政府腐败统治的必然结果——“养痈于数十年之前，溃痈于设巡船之后”，希望统治者能“过时而悔，悔而能改，亦可补过于来时”。他在书中大声呼吁“以实事程实功，以实功程实事”，认为夷之长技有三：“战舰，火器，养兵练兵之法。”主张在中国建立造
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