2月28日，魏光燾等部發起第五次反攻，徐邦道部也參與進攻大平山，仍然未能攻克海城。李光久所部在唐王山、亮甲山和海城等地與日軍激戰。陳湜所部在大高嶺屢次擊敗日軍。
李光久求勝心切，要徐邦道部從海城東麵佯攻，牽引日軍，湘軍精銳則在西城架雲梯進攻，企圖突襲。於是，在海城西門，一場驚心動魄的戰鬥打響了。湘軍與日軍肉搏，戰鬥異常慘烈，雙方都沒有占到便宜。
湘軍架雲梯進攻受挫，李光久令軍士挖掘壕溝，鞏固陣地，與日軍對壘射擊。這一著是李光久失算了，湘軍的炮火遠不是日軍的對手，湘軍的長處在於步兵和騎兵。
李光久又令湘軍把地道挖到城牆下。由於施工失誤，攜帶的地雷摩擦起火，在接近城牆兩米開外的地下爆炸，連人帶炸藥飛上了天。日軍早已熟知清軍打太平天國的那一段戰史，便在城內挖短濠對付地道。
日軍在海城城內有六千人，在城外西南和東北各有四千五百人。清軍這一邊，依克唐阿將軍和長順將軍就有三萬人馬，提督唐仁廉又帶著奉軍一萬六千人前來助戰，宋慶也統領著四萬大軍前來接應，十倍於日軍的清軍大有不破海城誓不罷休之勢，但是第五次對海城的攻擊，還是沒能奏效。
駐紮在田莊台的吳大澂是個急性子。他說：“海城城內總共才六千日軍，我方人馬將近十萬，還打不下一個小小縣城，恥辱呀！傳我的命令：田莊台的湘軍打點行裝，即日全部開赴海城幫助李光久，跟小日本拚個你死我活！”
日軍堅守海城，拖住了中國大軍。同一天，日軍第五師團從九連城一帶間道出兵岫岩以北的黃花甸，擺出攻打遼陽的態勢，駐守海城的日軍第三師團也突圍北上。
田莊台離牛莊近九十裏。吳大澂還沒有出發，探馬來報：日軍逼近遼陽，依克唐阿請求援救，他自己已連夜逃走，長順將軍也走了。
清軍中了日軍的計謀，長順所部放棄要道鞍山站，回師援救遼陽。日軍乘虛攻占鞍山站，又派騎兵主力直取牛莊。
魏光燾於3月3日接到軍報，立即從海城撤軍，回援牛莊。
3月4日早晨，魏光燾部以三千兵力抵抗日軍兩萬精銳的進攻，展開血戰。他發揮湘軍的作戰傳統，命令部隊堅忍等待，誘敵深入，等到日軍接近時，進行猛烈反擊，重創日軍。
日軍依恃兵力優勢，突入牛莊市內。魏光燾和李光久的十一營湘軍困守市區，占據民房，與日軍巷戰。軍士們衝鋒肉搏，短兵相接，受傷後裹創再戰。雙方展開拉鋸戰，湘軍往複拚殺，血肉橫飛。魏光燾部將餘福章和陳勝友戰死。部隊傷亡二千人。
魏光燾往來督戰，換了三匹坐騎。鏖戰到深夜，他才和李光久從城西突圍，部隊所剩無幾。
3月5日，日軍發動遼河下遊戰役，徐邦道率軍在田莊台繼續抵抗。
3月7日，日軍不戰而取營口。