在兩路援軍趕到之後，中國軍隊的指揮官們立即召開會議，商討如何消滅城外日軍的作戰方案。穿越軍的校級以上軍官和清軍的主要將領參加了會議。會議決定：1。今晚采取夜襲的手段進攻日軍營地。2。進攻部隊由穿越軍步兵第二團、炮兵團、以及清軍的一部分步兵、騎兵和炮兵組成。
    當天吃過晚飯之後，唐峰和徐邦道一起登上城牆指揮戰鬥。隻見炮兵陣地上一陣忙碌，一枚枚炮彈便拖著明亮的尾焰，向著日軍陣地飛去，一陣炮擊之後，中國軍隊的士兵們端著槍，貓著腰發起了衝鋒。自從進入中國以來，日軍從來沒有遭到過夜襲，所以夜間戒備比較鬆懈。在遭到夜襲之後他們慌亂起來，直到有一個聯隊長（大約相當於中國軍隊的團長）趕到陣地上，士兵們才變得有序起來。在這位聯隊長地指揮下，日軍士兵用步槍和大炮對中國軍隊進行還擊。
    日軍進行有組織地還擊以後，中國軍隊的傷亡增大了。唐峰發現這一情況後，立即命令部隊暫停進攻，重新對日軍陣地進行炮擊，然後派出了穿越軍裝甲團的一個坦克營為先導，騎兵和步兵跟在後麵，發動了第二次進攻。坦克排成兩路縱隊一麵開炮，一麵前進。穿越軍的坦克上裝備了一門一百二十毫米滑膛炮，火力很強，十幾炮之後日軍的陣地燃起了熊熊大火。坦克衝進了日軍營地，日軍用步槍射擊，可是步槍子彈打到坦克上根本無濟於事，它們依然轟鳴著繼續前進，跟在它們後麵的騎兵揮舞著馬刀，隻要見到日軍揮刀就砍。
    在雙方激戰的同時，一名日軍軍官跑進了山地元治的指揮部，向他報告說：“師團長閣下，中國軍隊使用了一種怪異的戰車，它上麵架著一門大炮，火力很猛，而且行走自如，不懼槍彈。請師團長閣下戰術指導。”山地元治來到指揮部外麵，舉著望遠鏡進行觀察。當他發現坦克向自己指揮部衝過來的時候，也緊張起來，他的參謀長在旁邊提醒到：“師團長，看來這種怪物很難對付，依我看我們應該放棄對旅順的進攻，之所以這樣做的原因有兩點：一是因為中國軍隊最近不斷使用怪異武器，我們的部隊傷亡很大，需要休整，二來我們攜帶的糧食還有三天就要吃完了。”山地元治同意了參謀長的提議，他又回到指揮部征求了其他軍官的看法，然後向部隊下達了向金州撤退的命令。
    就這樣曆時十一天的旅順戰役以中國軍隊的勝利而宣告結束。