7日，日軍兵不血刃，占領(lǐng)大連灣炮臺(tái)群。

北洋海軍保養(yǎng)基地旅順建有陸地和海岸炮臺(tái)群，海岸炮臺(tái)群由總兵張光前、黃仕林的親慶軍

4100人駐守。陸地炮臺(tái)群防務(wù)最初由宋慶部毅軍負(fù)責(zé)，毅軍調(diào)走后，臨元鎮(zhèn)總兵姜桂題、記名提督程允和新募了桂軍、和軍共4000人填防。另外原本由盛軍統(tǒng)領(lǐng)衛(wèi)汝貴的弟弟衛(wèi)汝成在天津招募，準(zhǔn)備開往平壤增援的盛軍新兵3000人也從大沽海運(yùn)加入到旅順守軍中。加之從金州、大連灣敗退來的徐邦道拱衛(wèi)軍、趙懷業(yè)懷字軍3600余人，總計(jì)旅順防御兵力約14700人，除去駐守炮臺(tái)操縱火炮的6000余人外，實(shí)際機(jī)動(dòng)兵力僅有8000余人。

為了守住這座歷經(jīng)無數(shù)金錢和心血打造的軍港，李鴻章殫盡心力。得知日本登陸花園口，李鴻章急調(diào)駐扎山東膠州灣的總兵章高元部嵩武軍渡海增援旅順，因遭到山東巡撫李秉衡的抵制，直至11月16日才得以登船出發(fā)。另一方面，李鴻章電商集結(jié)在遼陽外圍一帶的宋慶軍，希望其派出兵力出擊金州，掐斷日本第二軍的后方補(bǔ)給線，迫使第二軍分兵回援，由此實(shí)施圍城打援。18日，宋慶部軍團(tuán)在普蘭店北方集結(jié)兵力，而同一天旅順外圍戰(zhàn)已經(jīng)打響。當(dāng)天上午，日軍先頭偵察騎兵200余人到達(dá)旅順外圍土城子附近時(shí)，與前出到此設(shè)防的清軍姜桂題、程允和、衛(wèi)汝成、徐邦道等部3000余人遭遇，清軍獲得小勝后，就立刻退回旅順方向。

20日，旅順守軍集結(jié)5000余人在石嘴子一帶向日軍集結(jié)地發(fā)起主動(dòng)進(jìn)攻，結(jié)果被日軍壓制而退卻。

21日清晨，利用從國內(nèi)運(yùn)到的重型攻城炮助威，日軍向旅順發(fā)起總攻，采用集中優(yōu)勢(shì)兵力和火力的方式，將中國陸地炮臺(tái)各個(gè)擊破。炮臺(tái)守軍盡管頑強(qiáng)還擊，甚至在椅子山炮臺(tái)里還發(fā)起了慘烈的白刃戰(zhàn)，但是每個(gè)炮臺(tái)的駐防兵力過少，完全不是日軍敵手，而且火炮所使用的炮彈多為實(shí)心彈，對(duì)日方并不能造成多少威脅。午后旅順外圍陸地防御崩潰，日軍攻入市街，海岸炮臺(tái)也相繼失守，無路可退的清軍轉(zhuǎn)入巷戰(zhàn)，和日軍搏殺。此后至25日間，日軍在旅順共屠殺中國軍民2萬余人，制造了駭人聽聞的旅順大屠殺慘案。除總兵姜桂題、程允和、徐邦道、張光前等乘夜幕率一部軍隊(duì)突圍而出外，其余旅順守軍大都慘遭毒手。