攻击旅顺的日军被俄军的路障和堑壕拦住了去路，眼看工兵消耗殆尽，乃木希典最终放弃了自己顽固的武士道执念，利用火炮摧毁了一些路障，终于给日军清理出了可供发动冲锋的通道。然而火炮无法填平的堑壕还是给日军造成了不少麻烦，日军只能以数人为小组扛着木板冲锋，遇到堑壕时搭起木板将其越过。
经过近半个月的血战，日军终于突破了俄军由陷阱路障组成的外围防线，可他们面对的将是更加残酷的战斗。
乃木希典固执的用"武士道"思想指挥作战
在短暂的休整后，乃木希典集结士兵对要塞发动了第一次总攻。然而这样的集群冲锋对于俄国来说实在是毫无技术含量。俄军放日军先锋通过，待其主力也跟上后再利用燃烧弹点燃了原先布置好的易燃物。瞬间，日军进攻阵地陷入了一片火海，惨叫声不绝于耳，空气中的焦味飘扬数公里。而没被火烧到的日军先锋也因退路被火海笼罩而被俄军全歼。
第二天，日军又组织了第二次冲锋。这次俄军利用燃烧弹、霰弹炮和马克辛重机枪打退了日军的进攻。之后三天，日军又不顾死活地对要塞发动攻击，均被俄军击退。第一次总攻以失败告终，日军伤亡一万五千人。
俄军用火炮和机枪击退日军
但是此时的日军也并非完全没有利好消息，虽然俄军一直试图利用游击队切断日军补给线，但是由于日本掌握了制海权，可以利用海运补充物资，且日本受到了清政府的暗中帮助，可以在当地筹措许多物资，因此，后勤补给一直十分充足，而俄军被包围在旅顺要塞中，补给日渐枯竭。
然而这并不能改变日本处于不利局面的事实。在经过一系列分析后，日军发现，旅顺要塞外围的203高地可以俯瞰旅顺全城，俄军就是利用这个高地提供的观察情报准确地向日军冲锋部队射击。如果攻下该高地，那么旅顺要塞中俄军的一举一动也将会被尽收眼底，日军将掌握极大的优势。因此，有人建议将主攻方向改为203高地。
但是这一提议却遭到了激烈的反对，因为更换主攻方向会让乃木希典等将领蒙受损兵折将无功而返的耻辱。在一番争执之后，日军依旧选择继续攻击旅顺要塞。
为了配合步兵的冲锋，日军还从本土运来了13门380毫米榴弹炮，并浇筑了永久性炮台。10月，第二次总攻开始，日军大小口径火炮对要塞进行了长达两天的火力准备。尽管旅顺要塞中有很多防炮洞，但是在如此猛烈的火力下也显得力不从心。日军也以牙还牙，利用燃烧弹炮击要塞，俄军因炮击死亡超过六千人。同时，日军步兵也挖掘地道，以缩短冲锋距离。
日军运送380毫米榴弹炮
这次攻击比第一次攻击成功了一些，一些日军一度打到了旅顺要塞城下，但是因支援部队被俄军重炮轰炸而被迫撤退。为了尽快攻下要塞，乃木希典还组织了3000多名士兵的敢死队，他们身着白色丧服，成为决死白襟队，号称绝不撤退。
白襟队准备趁着夜色偷袭俄军阵地，但被俄军探照灯发现。俄军的机枪和火炮对日军敢死队编制了一张密集的火力网。最终，日军损失两千人，绝不撤退的白襟队不得不撤退，甚至乃木希典的儿子也在这次冲锋中死亡。
日军敢死队发动进攻
血淋淋的显示告诉了日军：旅顺一时难以攻下。面对巨大的损失，固执的日本军官们不得不改变思路，将主攻方向调整为二零三高地。
