除了老龙头炮台对日军的进攻进行了抵抗，给日军造成了一定的损失，其他几座炮台竟然一炮未发，都被日本鬼子占领了。
日本鬼子占领大连湾后，下一个目标就是旅顺口。尽管日军在攻占大连湾时没有想象的那样困难，但他们知道攻占旅顺没那么容易了。
旅顺口位于辽东半岛南端，旅顺口与威海卫隔海相望，共扼渤海门户。背靠群山，峰峦蜿蜒起伏，主要山峰黄金山、老虎口上都设有炮台，东西两面筑有许多炮台：东面有松树山、二龙山、鸡冠山等炮台，西面有椅子山、案子山、望台北等依山凭险筑炮台17座，有加农炮、榴弹炮、野炮、山炮等各种大炮78门。港阔水深，港内建有船坞、电报局，是清廷经营十多年的北洋水师（民国以前海军称为水师）基地。
为战领旅顺口，日军在大连湾准备了十天。
日军第一师团在休整的同时，派出一支95人的侦查小队，从不同位置潜入旅顺，侦查清军布防情况，搜寻通往旅顺的各条道路。这95人分成3组。第一组30人，由山本横二率领；第二组20人，由川熊一郎中队长率领，负责侦查黄海北岸的小平岛；第三组45人，由川崎横路中队长率领，侦查三涧堡及清军水师营至松树山以西的清军布防。日军骑兵曾经跑到旅顺附近的莺哥石、营城子、炮台下边的水师营侦查，虽然遇到了迷路，被老百姓伏击，被打死了一个鬼子，还是完成了细致的造成任务，制作了攻击路线图，为进攻旅顺做了准备。
日军经充分准备后，决定分三路向旅顺口进攻。由秋山好古少佐率骑兵一个大队和一个中队为骑兵搜索队打先锋；由益满德次中佐率步兵十四联队及骑兵、炮兵、工兵各一个中队为左翼纵队，从大连湾出发经辛寨子、苏家屯，马兰沟，到黄泥川、龙头集结。进攻旅顺东北清军二龙山、东鸡冠山防线；由山地元治中将亲率第一师团本队及第十二混成旅团为右翼纵队，从金州经南关岭、牧城驿等地进攻旅顺西北椅子山、大小案子山一线。混成第十二旅团牵制旅顺口以北及东北方之敌；第一师团进攻水师营东南方敌主力；联合舰队围堵海面运动之清兵。
当时驻守旅顺的清军有亲兵三营、庆字军五营、马队一哨、桂字军五营、和字军四营，共11000多人。金州之役后，由大连湾败退到旅顺的有拱卫军、怀字军约3600多人，捷胜营数百人，旅顺守军合计约15000多人。
日军进攻鸭绿江防线时，旅顺守军被调往鸭绿江防线，接防的多为新募之兵，各部之间互不统属。黄海之战后，北洋海军主力已退避威海卫，旅顺水路防御力量均较薄弱。
在日军气势汹汹杀向旅顺口时，以姜桂题为主帅的清军，兵分三路迎敌。程允和率和字军中路迎敌，在土城子以南许家窑一带高地布防；徐邦道率拱卫军迎敌东路，在曹家村、周家一带布防；姜桂题率桂字军迎敌西路，在韩家村一带布防。
土城子，一座小村庄，村庄得名于残存的一段明城墙遗址，位于旅顺北部，距旅顺口约10公里，土城子是金州通往旅顺的必经之地，金旅大道两旁，丘陵起伏，便于埋伏，是个阻击日军的好地方。战略地势优异，被视为旅顺后路外围最后一道防线。
徐邦道率拱卫军开往土城子进行伏击，埋伏在土城子南侧。日本骑兵少佐秋山好古率领骑兵侦查时，根本不把清军放在眼里，曾经进入炮台下面的水师营。与清军步兵和骑兵遭遇。徐邦道指挥部下英勇出击，双方发生激战，清军不支被迫后退，日军直追到水师营以北高地，清军据守水师营射击，不久清军逃走。于是，日骑兵大队和步兵进入水师营。
清军在山头上架炮，猛烈炮击日军，炮击非常猛烈，如同雷雨一般对日军构成合围，日军且战且退。清军斗志昂扬向日军冲锋，打死打伤许多日寇，秋山好古率部狼狈逃离。撤到水师营以北时，清军停止追击。
徐邦道说服姜桂题、程允和等人率各部共计3000余人，再往土城子主动出击。
清晨，日军少将西宽二郎率领步兵第三联队、一个骑兵中队、一个炮兵中队、一个工兵大队作为前卫部队，经营城子、双台沟向旅顺进发。
秋山好古率右翼纵队搜索骑兵作为先锋，从三十里堡首先出发。秋山好古参与数次日本对外侵略战争，毕业于陆军士官学校，到法国留学，日本最高军衔的陆军大将，好战，好杀戮，是日本对外侵略的重要将领，唯一的骑兵名将，
到达三涧堡后，日军部队抵达土城子一带。立即将骑兵第二中队派往土城子警戒，秋山发现清军200余人已占领土城子南方高地。命令搜索队向三涧堡东侧散开，准备战斗。被埋伏在土城子南面高地上的程允和部队发现。秋山命令向清军射击，双方开始激战。
大清是马上得天下，这只骑兵队是满八旗的镶蓝旗下，虽然久未征战也还有些战力，而日本人的骑兵指挥则是一个叫龟田一郎骑兵中队长，据说他们的骑兵教练是一些法国人，从单兵素养和战术布置的训练都是比照法国骑兵队，且有些个年头了。起初两边的骑兵对战是日本人略占上风。日军根据过去的经验，清军看到日军就会立即逃跑。但是，这里的清军不仅一步也不后退，而且奋勇前进。