在沙河會戰後，參加北方決戰的老毛子不斷增加，很有可能轉入反攻。。有消息透露，十月十五日波羅的海艦隊已從利帕烏現利耶帕亞軍港開出，因此，事態非常緊迫，刻不容緩。
不過第二次總攻卻是給了乃木希望，在經過十多天的休整後，在十一月十一日，又增派了第七師參加第三次總攻戰鬥，然而要地還在敵人的手裏，乃木下決心一定要奪下望台一帶的高地。
於是，日軍在十一月二十六日再次發起進攻。在這種你死我活的情況下，老毛子依然抵抗得十分頑強，幾次擊退小鬼子的進攻。由於小鬼子傷亡慘重，二十七日，乃木不得不做出決定：停止正麵進攻，改為奪取二零三高地。
二十七日以後，乃木派遣第一、第七師用‘豬突’戰術實施梯次進攻，但是由於乃木對於炮兵的運用並不在行，因此收效甚微。要知道現在老毛子可是將馬克沁重機槍全部派上了用場，在沒有步炮協同的情況下，那絕對是一個東方的‘絞肉機’，乃木沒有辦法，隻好下令暫時休戰。。
滿洲軍總司令官大山岩對於乃木的表現很不滿意，在保留乃木司令官的麵子的情況下，於十二月一日悄悄派出了滿洲總參謀長兒玉源太郎，並命令乃木希典暫時讓出指揮權，由兒玉親自督戰第四次總攻旅順。
兒玉對炮兵的運用遠遠好於乃木這個隻會用步兵衝鋒的將軍，結果依靠集中炮火，晝夜不停的進攻和靠前指揮僅打了八天，便以死傷六千二百餘名的代價攻下了二零三高地，。
而奪下二零三高地後俄軍敗局已定，日軍立即在這裏設立觀測所，又以待命的二百八十毫米的要塞巨炮，瞄準港內的敵艦後猛轟停泊在旅順港內的俄國太平洋艦隊，瞬息之間，便徹底壓製了敵人的火力。
之後日軍分別於十二月十八日，二十八日，三十日，由第十一師對雞冠山堡壘，第九師對二龍山堡壘，第一師對鬆樹山堡壘進行爆破並加以占領。
不過與曆史上不同的是，俄軍卻是沒有投降的，最後將所有的戰艦自沉，之後，便與乃木的第三軍拚全力決一死戰，到最後幾乎沒有俘虜，讓一開始認為對方會投降的兒玉大跌眼鏡，不過這也再次的增加了小鬼子的傷亡。。
從發起攻勢到進城，前後達七個月，日軍約有十三萬人參戰，但是傷亡卻是比曆史上增加了三萬多人，這不得不說王燦一開始的‘殺虜計策’取得了巨大的成功，而對於這次戰鬥造成如此重大傷亡，並賠上了自己的兩個兒子的乃木來說，也是感到十分內疚，他在後來寫道：
皇師百萬征強虜，野戰攻城屍成山；