调两江、云贵，皆未赴，闽防方急，遂调闽浙总督。购洋炮十四运闽，以闽洋无内港，炮台建於海滩，沙浮不固，奏改为炮墩，囊沙堆筑，外护以船。募水勇饰商船出洋巡缉。二十年三月，英船窥厦门，遣提督程恩高等迎敌於梅林澳，击走之。奸民勾通出洋运烟，分责水陆师严缉，遇即攻击，迭有歼擒。六月，敌船驶入厦门，求通贸易，阻之，遂开炮，来扑炮台，参将陈胜元、守备陈光福奋击，毙其前队数人，发炮伤敌甚众，乃遁。其分犯浙洋者，陷定海，廷桢率师赴剿，行次清风岭，诏以闽防紧要，止其赴浙，遂驻兵泉州，招募练勇。疏言：“英船二十馀艘聚泊定海，内地师船恐难骤近，必改造坚大之船，多配炮火，间道而进，方能制胜。”
九月，诏以廷桢等在粤办理不善，转滋事端，与林则徐同夺职。二十一年，琦善撤沿海兵备，虎门失守，复追论廷桢久任两广，废弛营务，与则徐同戍伊犁。二十三年，释还。寻予三品顶戴，授甘肃布政使。议清查荒地，亲往历勘，由银州东尽洮、陇，西极酒泉，得田一万九千四百馀顷，又番贡地一千五百馀顷，宁夏马厂地归公一百馀顷，熟地升科，荒者招垦，诏嘉其勤，复二品顶戴。二十五年，擢陕西巡抚，署陕甘总督。番匪扰蒙部，遣兵邀击於硫磺沟，平之。寻回任。二十六年，卒於官。
廷桢治行早为时称，屡踬屡起，宣宗知之深，故卒用之。绩学好士，幕府多名流，论学不辍。尤精於音韵之学，所著笔记、诗、词并行世。子尔恒，亦官至陕西巡抚，自有传。
当廷桢之去福建也，逾年，英兵复至，