日军在案子山、椅子山一带吃了亏，就改变了进攻路线，于十一月二十三日用部分兵力继续对案子山、椅子山一线发动进攻，吸引清军程允和部和穿越军的注意力。日军第二混成旅团（大约相当于中国军队的混成旅）则在旅团长长谷川指挥下，进攻旅顺东北面的二成山一线阵地。这次日军变得谨慎多了，他们调集了五十多门大炮，向山顶的清军阵地猛烈轰击。然后再以大队（营）规模进行冲锋。顿时炮声隆隆，硝烟弥漫，山上着起了火。这里的清军在李鸿章的严令下，在山顶架起了大炮，在阵地前面埋上了地雷。当日军发动进攻时，清军在指挥官的带领下顽强抵抗，他们巧妙地使用各种武器，对距离较远的日军用炮轰、用枪打，对距离较近的则用箭射、用刀砍，日军一批一批地倒下去，又一批一批地冲上来。清军终因寡不敌众放弃了二成山阵地，向旅顺城撤退。
到十一月二十五日日军相继攻占了鸡冠山、大坡山、小坡山、蟠桃山等清军阵地。在这种情况下，如果清军继续在城外死守硬扛，就会陷入十分不利的处境。为了保存实力，以求再战，驻守旅顺的清军最高指挥官徐邦道、姜桂题等在请示李鸿章之后，命令清军放弃现有阵地，向旅顺城撤退，想依靠那里坚固的城墙和先进的德制火炮挡住日军的进攻。
同样在十一月二十五日，清政府给穿越军发来电报，承认他们是大清帝国的合法武装力量，加封唐峰为都统（相当于师长），韩玉军、张超洋为副都统（相当于副师长），刘伟晨为参赞军机（相当于参谋长），其余的穿越军军官也得到了相应官职。在电报的末尾清政府命令穿越军和徐邦道等率领的清军一起坚守旅顺，战争结束后定有重赏。
十一月二十六日，清军和穿越军分别撤退到了旅顺城外驻扎下来。双方军官在城内召开了联合军事会议，会议决定：在城外挖两道战壕，并在战壕前埋设地雷，以阻挡日军的进攻。在城墙上也要多架设大炮和机关枪，以便用强大的火力压制攻城的日军。会后，唐峰给韩玉军发去电报，命令他率领穿越军剩余部队前来汇合。
至此，驻守旅顺的中国军队已经做好准备，要在旅顺和日军决一死战！