双方激战了近1个小时，尽管到了这个时候，日军的拼劲和决心并不在人民军之下，但人数上的劣虏却渐渐扩大，原因就在于人民军有援军支挥，而日军却没有。
乃木希典到了这个时候也无计可以，日军共计有5个联军，这时己在白玉山阵地投入了3个联军，还有两个联军留守火车站阵地，但同样遭到了人民军的猛烈进攻，尽管人民军没有使用大口径火炮、迫击炮打击火车站阵地，但60迫击炮、掷弹筒却还是可以用的，这些武器对固定建筑的损毁不大，但对士兵的威胁还不小，而且在龙河对岸还有一个营的人民军以疯狂的火力压制，因此根本没有多余的兵力增援白玉山的日军了。
结果日军越打越少，并且不断的后退，而人民军则是步步进逼，从山脚一直退到半山腰，然后再退到山顶上，不过在沿路上都留下了大量的日军，人民军士兵的尸体，而退到山顶之后，日军就己无路可退，有一部份退到了火车站阵地，还有一部份则向人民军投降，毕竟决心战死的这时基本都己经战死了。
攻下了白玉山之后，旅顺火车站就完全暴露在人民军的兵锋下，因此在稍做修整之后，人民军立刻向旅顺火车站发动了最后的进攻。
到了这个时候，尽管还有不少士兵在拼死抵抗，但日军的大势已去，火车站阵地被不断的突破，最终只用了不到30分钟时间，就完全攻占了火车站，并且在一个房间里，发现了自尽的乃木希典大将的尸体。
就这样经过了8天的激战，人民军终于彻底攻占了旅顺地区，为华东政府在辽东半岛上获得了一个港口，并且彻底打开了辽东半岛的缺口。
在全部的战斗中，日军共计阵亡22764人，被俘7851人，被俘后勤人员10843人，在俘虏人员中，伤员的数量超过了半数，而在被俘后勤人员中，有超过半数为技术人员，另外还有约600余名医务人员，其中有327名女性医务人员；另外还击毙了657名俄兵，俘虏6274人；而人民军方面也阵亡了2813人，3742人受伤，失踪67人，不过受伤的战士大多是轻伤，10天内至少有一半的受伤战士可以伤愈恢复战斗能力。
另外旅顺也是日军的一个重要的武器物资基地，日军维持战争所需要的武器物资有超过7成，都是经旅顺输送到其他各战场上，尽管现在辽阳才是日军的司令部所在地，但在旅顺仍然屯积着约一半的有物资，当然现在全部成为人民军的战利品。
其中主要的武器有包括有：火炮24门，步枪17358支，各种炮弹22560发，子弹527500发，*2134吨，；其他物资则包括各种粮食约3.2万吨，罐头8250公斤，药品5140公斤，马驴牲口2500匹，火车头6辆，车厢47节。还有如布匹、木材、钢材、水泥等等，也各有若干。
虽然日军的步枪是用的6毫米子弹，和人民军步枪的7.62毫米子弹不能通用，因此缴获的步枪和子弹的用处到并不大，但攻占旅顺之后的收获相当巨大的，对人民军下一步的作战有很大的作用。
另外，竞然还在旅顺港发现了3艘战列舰和一艘装甲巡洋舰，原来都是原俄国太平洋舰队的军舰，为战列舰列特维赞号、胜利号、波尔塔瓦号，装甲巡洋舰巴洋号。原来俄国太平洋舰队有7艘战列舰，旗舰彼得罗巴甫洛夫斯克号触雷沉没，第二旗舰皇太子号在黄海海战中突围出逃，但被人民军海军拦截俘虏，现在成为人民军海军秩序中的威洋号战列舰。
而其余5艘战列舰以及装甲巡洋舰巴洋号在黄海海战之后退回到旅顺港中，在日本进攻旅顺时，将这6艘军舰全部击沉在港口中。而日军占领旅顺之后，发现这6艘军舰的沉没位置都不深，甚致军舰都并没有完全没击，而且这几艘军舰的舰龄都不超过10年，而且联合舰队只剩下4艘军舰，因此日本决定将这几艘军舰全部打捞起来修复，编入联合舰队，现在己打捞起来4艘，只有战列舰塞瓦斯托波尔号、佩列斯维特号还没有打捞。当然也全部成为人民军的战利品了。