這場伏擊戰當然是毫無懸念的，人民軍在人數、火力、情報等方麵均遠遠優於日軍，何況還有海上的火力支援，日軍唯一的優勢就是素質較高，實戰經驗豐富，但也無法補足其他方麵巨大的差距，因此可以說這一戰日軍幾乎連一點機會都沒有。
當日軍的當後兩防分別進入人民軍設下的伏擊陣地之後，首先是軍艦從海上發動打擊，炮彈落到日軍的隊列中，頓時將日軍的隊列打亂，而隨後人民軍的大小迫擊炮展開了炮擊，密集的炮彈落到日軍的隊伍中，也徹底讓日軍大亂起來，再加上人民軍的各種機槍、步槍、擲彈筒都展開了射擊，將日軍打得傷亡慘重。
其實日軍也想進行組織起有效的抵抗，但人民軍的炮擊十分精準，一但發現日軍組織起防禦陣地，就立刻組織起一波迫擊炮的精準打擊，頓時就將日軍的抵抗給打散了。
經過了大約30分鍾的火力打擊之後，日軍的隊列大亂，而且傷亡巨大，己經沒有成建製、有組織的抵抗，而這時人民軍才向日軍發動了進攻，雙方展開了激烈的白刃作戰。
盡管日軍表現得十分頑弦，即使是處於不利的局麵也堅持戰鬥不止，不少日兵都不畏生死，但畢竟是大勢已去，隻靠士兵的個人精神力量是無法挽回局的。
不過也正因為是日軍的頑強抵抗，戰鬥從中午1點開始，一直打到下午5點多鍾才全部結束，日軍共被殲滅了8千餘人，另有3千餘人被人民軍俘虜，其中超過半數都是傷兵，隻有1千多人成功的從戰場突圍逃走。而人民軍也陣亡1159人，1894人受傷，戰鬥減員達3000餘人，也可以戰鬥的激烈程度。但畢競是殲滅了日軍的援軍，因此從戰略上說，也是徹底孤立了旅順的守軍。
而就在取勝之後，第7師和後備2團沒有參加清理戰場的工作，而且將傷員留下，然後立刻出發，趕向金州。在晚上8點的時候，趕到金州。
這時金州隻是一座空城，城中隻有數千日軍的後勤人員，以及數百留守軍隊，而且誰都沒有想到人民軍會在這個時候殺到金州，因此也毫無防範，而且金州也沒有城牆防護，人民軍十分順利的突進金州城區內。
金州城的範圍並不大，而且又有情報人員的接應幫助，人民軍很快就控製了城裏的要點，到晚上11點時，就全麵控製了金州城，其間隻發生了幾場零星的小戰鬥，人民軍擊斃了200餘名抵抗的日兵，而共計俘虜了3000餘名日兵及後勤人員，並繳獲了大量的物資，而人民軍也付出了53人陣亡，87人受傷的代價。
天亮之後，7師派遣兩個團出擊，占領金州北部的四台山、廟山、大頂山等地區，也穩固了金州城的守衛。隻等攻克了旅順城區以後，就可揮兵東進，攻入遼東半島地區。
而收到了伏擊日軍援軍勝利的消息之後，羅嶽也不再遲疑，決定就在次日，發動對旅順城區的戰鬥。
旅順城區是依旅順灣而建，分為老城區和新城區兩個部份，老城區位於旅順灣的東岸，雞冠山以南，城區內南北長約2千米，東西寬約2.5千米，也是旅順的老城位置；而新城區位於旅順灣的北岸，南北長約1.5千米，東西寬約2千米，是北洋水師成軍以後，以旅順為母港，因此擴建的新城區，新老城區以龍河、白玉山為分界線。
俄國強租旅順之後，也以新城區為發展區域，在新城區內修建了大量的新建築、街道，而日軍占鄰旅順之後，大量征用了這些建築，作為日軍駐紮、辦公所用，主要有：日關東都督府陸軍部，為原俄關東州陸軍炮兵司令部，日軍將校集會所，為原俄創辦的旅順實業學校；日關東憲兵司令部，原為俄關東州民政廳；還有俄將校俱樂部，兵營，海軍營房等等。而在老城區裏的主要建築有：俄國旅順監獄，旅順火車站，俄國旅順關東州總督府，原為清北洋水師海軍公所，北洋醫院等等。
而在新老城區之間，白玉山成為旅順城區內的至高點，海拔165米，而在老城區的南端，還有黃金山高地，海拔119米，與旅順灣口西側的老虎尾山遙相呼應，扼守著旅順灣的出海口。
另外在雞冠山以北還有一個水師營區，為康熙初年旅順水師的駐地，發展到現在也成為一個居民區，不邁水師營區己被人民軍占領。
在人民軍發動進攻之前，又得到了一個好消息，經過了這幾天的加緊搶修之後，終於搭起了一座簡易的木質結構棧橋，可以將第1軍的155毫米榴彈炮運送上岸來。雖然這一型火炮是用畜力牽引，機動性並不強，不過畢竟是陸軍用炮，布置起來也比較靈活；盡管55亳米口徑的威力也比不上艦炮，隻有25徑倍，射程為12公裏，但在陸戰中這樣的數據也夠了，而且畢竟在城市作戰中，用不著大口徑火炮。