横在日军第十一旅团面前的是摩天岭、杨枫岭、莲子岭、所前岭等4座陆路炮台以及皂埠嘴、龙庙嘴、鹿角嘴等3座海岸炮台，其中摩天岭炮台是南岸炮台群的制高点，可以居高临下攻击其他炮台，一旦此炮台被攻破，南岸炮台群将土崩瓦解。Du00.coM因此，日军决定售先集中兵力拿下摩天岭。
1月30日拂晓，第十一旅团的日军成散兵阵型向摩天岭发起冲击，4座陆路炮台的大炮立即向日军射击。威海卫清军的火炮射击技术与旅顺清军不相上下，炮弹从日军士兵头顶掠过，专门打击空地。很快，部分日军士兵冲到炮台下，徒手向炮台上攀登。驻守摩天岭炮台的是大清巩军新右营，周家恩率领士兵坚守阵地，连续三次将攀上炮台的日军击退。日军工兵遂用炸药炸开炮台一角，大批日军士兵冲入炮台，炮台内清军顿时大乱，纷纷向山下逃去，周家恩率领数人拼死抵抗，以身殉国。摩天岭遂被日军占领，第十一旅团长大寺安纯少将喜不自胜，登上炮台指挥日军调转炮口轰击杨枫岭炮台。北洋舰队军舰驶近威海港南岸，用炮火支援南岸炮台陆军，其舰炮发射的一枚炮弹击中摩天岭炮台，大寺安纯胸口被创，9天后不治而亡。
摩天岭炮台被攻占后，第十一旅团兵分两路，一路在炮兵大队的掩护下进攻杨枫岭炮台，一路向龙嘴庙炮台迂回。皂埠嘴、龙庙嘴、鹿角嘴等各炮台以及北洋舰队向进攻杨枫岭炮台的日军猛轰，双方展开了一场激烈的炮战。清军的炮火猛烈程度比旅顺口有过之而无不及，但是杨枫岭炮台的清军非常不走运，弹药库被摩天岭日军的一枚炮弹击中引发剧烈爆炸，弹药损失殆尽，几百名清军士兵放弃阵地向北撤退。日军疯狂追击，打算将清军溃兵彻底消灭。丁汝昌见状，遂命令舰队驶向岸边对准日军追兵猛轰，迫使其向后撤退，挽救了这些大清陆军士兵的性命。
紧接着，日军占领鹿角嘴炮台，用炮台上240毫米克虏伯火炮轰击港内正在支援陆军作战的军舰。丁汝昌大急，急令北洋舰队击中所有炮火，全力攻击鹿角嘴炮台！数枚炮弹准确地命中炮台，将240毫米克虏伯火炮炸成两段，北洋舰队的危险暂时解除。
随后，龙庙嘴、所前岭等炮台相继被日军占领，清军手中只剩下了皂埠嘴炮台。皂埠嘴炮台扼守威海港出口，是威海卫最大的炮台，其上装备280毫米火炮2门，240毫米火炮3门，威力极大，之前日舰几次前来挑衅，均因忌惮其强大的火力而不敢靠近。然而此炮台的强悍之处在于对抗军舰，对漫山遍野的日军士兵却难以施展威力！因此，驻守此炮台清军虽然前仆后继地奋勇搏战，仍未能阻止日军的进攻，五百壮士无一人逃走，全部战死。夺取炮台后的日军将军旗插上皂埠嘴炮台，正准备欢呼庆祝，突然一声巨响，炮台崩裂，其上的日军士兵被炸飞到半空中。原来，丁汝昌见皂埠嘴炮台即将被日军占领，为防止日军用炮台上的巨炮攻击港内的军舰，特派“左一”鱼雷艇将25名勇士运至皂埠嘴炮台下藏匿。待日军冲上来的时候，北洋舰队的25名勇士引爆了事先安装在炮台下的炸药，登时巨炮被毁，巨石纷纷滚落而下，险些砸中“左一”鱼雷艇，25名勇士仅8人生还。
至13时，日军将威海卫南岸炮台群全部攻陷，随后趁势占领了保卫军港的南岸防御阵地。此战日军阵亡54人，伤152人；清军伤亡甚重，仅第六师团埋葬的清军士兵尸体即达740名。
当日军第十一旅团进攻南岸炮台群的时候，第二师团同时向南岸炮台外围的清军发动了攻击。30日晨6时，第二师团左翼支队前锋逼近威海卫南面的虎山。驻扎于此的是大清绥字军，有3个营1500人，配8门大炮。清军见日军想要占据高地，遂居高临下发炮，将日军前锋部队击退。稍后日军左翼支队大部赶到，架起山炮轰击虎山高地上的清军火炮阵地，随后日军士兵在猛烈的炮火掩护下发起冲锋。清军士兵不待日军临近，丢下4门火炮转身就跑。见清军如此不堪一击，日军遂派一中队追击。溃逃清军士兵见日军追来，甚是惶恐，又丢弃了仅剩的4门火炮，轻装而逃。
是日9时，第二师团右翼支队在南虎口村遇到大清绥字军两个营的阻挡。日军遂选择一处高地布置好火炮，向清军一阵轰击，然后步兵展开成攻击阵型，准备发动冲锋。此处的清军比虎山清军更为胆怯，没等日军发动冲锋便撤出了阵地，向后一路狂奔，其中大部分直接逃回家乡，再未归队。随后日军进攻北虎口村，此处的大清巩字军700人奋勇抵抗，死伤大半，但是寡不敌众，未能阻止日军的前进的脚步。
2月1日，日军第二师团向驻守孙家滩的孙万龄部发动进攻，仅付出伤亡40余人的代价便击退了孙万龄部10个营5000余人。
2日，第二师团兵不血刃进入威海卫，即将进攻威海卫北岸炮台群。如果北岸炮台群再失守的话，北洋舰队将变成瓮中之鳖，无处可逃！丁汝昌心急如焚，带着200名水兵赶赴北岸炮台，对威海卫陆军统领戴宗骞说：“戴统领，这200兵勇任您差