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。