駐守旅順的清軍，原來在記名提督黃士林前有兩個營，在記名連長張光謙前有兩個營，後來又招了兩個營，八個營共4100人。之後又加上林園鎮連長蔣桂提的第4營、登記提督程雲和第4營，第8營共4000人。1894 165438+10月初，李鴻章又從第五營抽調三千人，任命為提督魏汝成。加上撤退在金州、大連灣的連順、徐邦道、趙懷業殘余，總兵力為14700。清軍雖然兵力眾多，但各軍互不接觸，沒有堅守的信心。八大統帥互不隸屬，各行其是。蔣桂緹雖然在戰前被選為總督，但在戰鬥中卻束手無策，壹味求援，改變不了雙方軍隊互相觀望、坐大的局面。
1894年，日軍第二軍為了攻克旅順，在大連灣休整十天。1894 165438+10月17日拂曉，日軍第二軍除錦州、大連灣留守少數部隊外，全部入侵旅順。日軍兵分三路:壹路是右翼縱隊，由第壹師團、第十二混成旅和攻城炮隊組成，以山中大將為總指揮，乃木、西寬、長谷川三大將為下屬；第二個是左翼縱隊，由第14步兵聯隊、第1騎兵中隊、第1山炮中隊和第1工兵中隊組成，由佐為指揮。第三是騎兵搜索隊，由壹個騎兵旅組成，秋山由佐為指揮。當日，右翼縱隊和搜索騎兵在三裏堡紮營，左翼縱隊在新寨子紮營。18早上6點左右，右翼縱隊從三裏堡出發，下午2點半到達營城子。當天上午6時438分，搜索騎兵第壹隊長秋山顧浩率領的前鋒到達土城子。這時清軍三千多人突然出現，包圍了騎兵。日本騎兵被困在重圍中。秋山下令突圍，逃往雙臺溝。日軍在這次對土城子的戰鬥中死傷55人，但此後清軍不敢主動進攻，被動防守。
165438+10月20日，日軍司令大山巖在李家屯西北高地召開各級將校會議，決定於10月20日淩晨2時發起總攻。第二天，軍隊進入了預定的位置。騎兵搜索隊警戒盤龍山西，部分騎兵搜索通往旅順的道路；右翼縱隊第壹師進攻椅子山炮臺，第十二旅混編進攻二龍山炮臺。左翼縱隊部署在旅順東北，牽制清軍；軍區駐土城子南；聯合艦隊在旅順海口展開，牽制清軍勢力。
165438+10月21清晨6時40分，日軍逼近各炮臺，以少將西寬為先鋒，率領第三聯合陣線先攻椅子山最西邊的炮臺。炮兵部署在椅子山以西，同時攻擊椅子山的三個炮臺。清軍開炮，但由於日軍火炮命中率高，炮臺被毀。最後，第三翼的步兵發起沖鋒，壹舉攻占了椅山三連，此時已是上午8點。
山中尉攻占椅子山炮臺後，令炮兵隊進攻松山炮臺。炮彈擊中了它的火藥庫，突然爆炸，徹底摧毀了松山炮臺。此時長谷川少將的混成旅正在進攻二龍山炮臺和雞冠山炮臺。由於第壹師的部隊包圍了兩座堡壘，清軍陷入腹背受敵，最終撤退，二龍山堡壘和雞冠山堡壘相繼失陷。臨近中午，旅順後面的炮臺大部分都倒下了，只剩下沿海炮臺。沿海炮臺中，金山炮臺最為堅固，日軍第二軍隊長伊勢浩成奉命進攻該炮臺。日軍壹逼近金山堡，清軍東岸守備司令黃士林棄堡而逃。下午5點，堡壘被日軍輕松占領。東海岸的其他炮臺，如朱墨礁和老李嘴，不戰而逃，東海岸的所有炮臺都淪陷了。
到了晚上，西岸炮臺還在清軍手中。但當晚，張光潛率部沿西海岸向北撤退，西海岸所有炮臺也歸日軍所有。旅順半島的20多個炮臺，壹天之內全部被日軍占領。清軍陣亡約2000人，日軍損失僅280人。清政府以“無法聯絡各軍堅守，碼頭失陷逃往煙臺”等罪名逮捕了宰相船政、專精水陸作戰的道士召公，移交刑部懲處。