Под прикрытием огня артиллерии в 17 ч 2-й японский полк атаковал и без труда захватил часть траншей. Но развить атаку японцам не удалось. Они были встречены ураганным огнём противоштурмовых орудий, огнём пулемётов из укрепления № 3 и в панике бежали в ранее захваченные траншеи. Скопившиеся в траншее перед фортом № III подразделения противника были в большинстве уничтожены взрывами девяти фугасов, а остальные бежали в свои окопы.
В течение 14–16 октября японская артиллерия вела усиленный огонь по фортам и укреплениям фронта главной атаки. Одновременно пехота противника предпринимала атаки с целью захвата траншеи перед укреплениями. При поддержке огня своей артиллерии защитники укреплений переходили в контратаки и в рукопашных схватках отбрасывали японцев в исходное положение. В этих боях противнику удалось захватить лишь отдельные участки траншей перед фортом № III и укреплением № 3.
Отчаявшись захватить хотя бы одно из укреплений, генерал Ноги решил бросить в бой все наличные силы. С утра и до половины дня 17 октября артиллерия противника вела массированный огонь по укреплениям северо-восточного фаса крепости. За весь период обороны Порт-Артура этот обстрел был самым жестоким: японцы израсходовали свыше 20 тыс. снарядов, из них 1800 II-дюймовых гаубичных. К началу атаки огонь достиг наибольшей интенсивности. От частых разрывов снарядов форты № II и № III заволокло пылью и клубами дыма.
Но, несмотря на это, защитники крепости зорко следили за действиями противника. Когда в 12 ч японские колонны двинулись на штурм, артиллерийские наблюдатели немедленно сообщили об этом на батареи и в артиллерийские штабы крепости. Уже на подступах к укреплениям плотные колонны войск противника подверглись массированному обстрелу русской артиллерии. Беглый огонь по колоннам левого фланга противника открыли орудия укрепления № 2, батареи литера А и батареи Драконовых гор. Батареи северного фронта сосредоточили свой огонь по правому флангу врага. С фронта вели интенсивный огонь прямой наводкой орудия укреплений атакованного участка. Оказавшись в огневом мешке, японская пехота сразу же понесла большие потери и залегла. Особенно значительный урон несли пехотные полки, наступавшие в промежутках между укреплениями, от перекрёстного огня противоштурмовых орудий. Поэтому в последующем вместо атаки сплошным фронтом японцы были вынуждены вести наступление разрозненными группами в направлении фортов № II и № III, батареи литера Б и укрепления № 3.
На батарею литера Б, которую обороняли три роты, наступали два пехотных полка 11-й дивизии противника. Как только 44-й полк двинулся на штурм батареи, слева его подразделения попали под сильный фланговый огонь противоштурмовых орудий и стрелков с Китайской стенки, а также шрапнельный огонь двух полевых орудий, установленных у батареи литера Б, орудий Малого Орлиного и Заредутной батареи. Несмотря на большие жертвы, подразделениям полка удалось прорваться через Китайскую стенку и выйти в тыл батареи. Но здесь они были контратакованы подошедшими из резерва двумя ротами русских и уничтожены.
С фронта на батарею литера Б наступал 12-й полк. Ему удалось преодолеть проволочные заграждения и подойти к траншее на склоне высоты. По плотным колоннам полка первыми открыли огонь взвод полевых орудий из укрепления № 2, а затем единственно уцелевшее орудие батареи. От флангового огня этих орудий ряды противника заметно редели, но продолжали продвигаться вперёд и вскоре захватили бруствер батареи. Тогда командир батареи штабс-капитан Попов повёл в атаку оставшихся 20 артиллеристов и 40 стрелков, и они внезапным ударом выбили японцев с батареи.
Не менее ожесточённый бой разгорелся на Куропаткинском люнете. Во время артиллерийского налёта гарнизон люнета потерял одну треть своего состава, три орудия из шести и тем не менее мужественно встретил атаки врага. В ходе первой атаки под огнём русских лишь немногим солдатам из батальона противника удалось достичь бруствера, а затем отойти. Японцы вновь подвергли люнет обстрелу огнём артиллерии. Во время артиллерийского налёта был смертельно ранен командир батареи подпоручик Корзун, подбито ещё одно полевое орудие. Однако когда японская пехота снова поднялась в атаку, защитники люнета встретили её огнём двух 37-мм орудий и залпами винтовок, а затем перешли в контратаку и отбросили противника.