С утра 13 октября началась усиленная трехдневная бомбардировка укреплений Восточного фронта, одновременно обстреливался город и гавань. Никогда ранее русская крепость не несла столь больших потерь и разрушений от огня неприятельской артиллерии. В дневнике военного инженера подполковника С.А. Рашевского о третьем штурме Порт-Артура в те дни было записано: “Особенно сильно обстреливался форт N2, одним из выстрелов станок канонирской пушки, стоявшей у переднего фаса форта, переброшен через весь форт, к горжевой казарме, другой попал в верхнюю часть бетонной арки входных ворот форта N 2, разбил ее, разорвался внутри и уничтожил три пулемета и минный аппарат. Два снаряда попали в казарму, один пробил бетонный свод…”
Защитники Порт-Артура с началом третьего штурма крепости могли выставить на передовую не более 15 тысяч человек. Во многих ротах сибирских стрелков в строю оставалось менее 50 бойцов. Начальник сухопутного фронта генерал-майор Кондратенко все время находился на линии крепостных укреплений, руководил восстановительными работами и требовал от командиров всех степеней полной готовности к отражению вражеской атаки.
В последний день артиллерийской подготовки японские батареи выпустили по крепости свыше тысячи снарядов, из них 800 крупного калибра. Кроме того, было выпущено несколько тысяч шрапнельных снарядов для поражения живой силы противника. Только после того, как русские укрепления получили сильные разрушения, генерал-полковник Ноги в 12 часов дня отдал приказ начать генеральный штурм. Главный удар наносился по форту N III. Крепость, молчавшая с самого утра, встретила штурмующую японскую пехоту, которая шла вперед в пяти колоннах (еще две находились в резерве), ружейными залпами и предельно интенсивным огнем из всех исправных орудий. Из внутренней гавани Порт-Артура била крупнокалиберная артиллерия “Севастополя”. Но на этот раз японцы настолько близко подвели свои траншеи к русским укреплениям, что вскоре во многих местах начался яростный рукопашный бой.
15 октября в 9.00 части 3-й армии генерала М.Ноги начали 3-й штурм крепости, одновременно атаковав северные и восточные укрепления русских. При отражении японских атак русскими войсками впервые использован в боевых условиях миномет конструкции Л.Гобято. И снова японская пехота тесными колоннами прорывалась сквозь огонь артиллерии, пулеметов и ручных гранат. И снова, неся громадные потери, она отступала. На следующий день повторилась та же бойня. В штурме со стороны японцев участвовали отряды 1-й пехотной дивизии, с включенной в ее состав резервной 1-й бригады, а также 9-я и 11-я пехотные дивизии, поддержанные своей артиллерией (полк полевой артиллерии, два полка горной артиллерии). Было сформировано семь штурмовых колонн, Одна колонна (1-я пехотная дивизия) должна была нанести удар по узлу обороны N 3 и далее по Лаперовской батарее, две колонны 9-й пехотной дивизии наступали на форт N3 и полукапонир N2 и развивали наступление до батареи Большого Орлиного Гнезда; три колонны 11-й дивизии пехоты атаковали форт N2, батарею Большого Орлиного Гнезда, бастион Куропаткина, далее наступали на батарею Малого Орлиного Гнезда и батарею “Б”, продвигаясь к Залитерной батарее; одна колонна оставалась в резерве. Независимо от них действия на флангах прикрывали отряды 11-й пехотной дивизии (наступали на узел обороны N 2 и батарею “А”) и 1-й пехотной дивизии (атаковали тянувшиеся от Панлушаня укрепления северного фронта). В общей сложности в наступлении участвовали около 25 тысяч человек, поддерживаемых огнем 400 орудий и мортир. По состоянию на 9 октября русские укрепления защищали 15000 человек; еще 1500 находились в общем резерве, в районе предполагаемого наступления русские имели порядка 7500 чел, в резерве фронта 10 стрелковых рот. На первой части фронта (ею командовал командир 28-го стрелкового полка, подполковник Науменко) находились батарея “Б”, бастион Куропаткина и форт 2; на второй части (командир 13-го стрелкового полка подполковник Гандурин) — форт N3, батареи Большого и Малого Орлиного Гнезда, узел обороны N 3 и полукапонир N2. Штурмуемые объекты защищали, таким образом, тридцать стрелковых рот, десантная рота и отряд добровольцев (из них лишь пять рот находились на первом участке фронта), в резерве фронта насчитывалось десять рот.
Японская пехота ворвалась вечером в окопы, окружавшие узел обороны N3 и форт N3, которые смогла затем удержать, несмотря на контратаки. На следующий день особенно ожесточенной бомбардировке был подвернут форт N2, в результате гарнизон форта уменьшился наполовину, были разбиты брустверы, а бетонные казематы пробиты во многих местах. Однако именно здесь русские солдаты добились значительного успеха, уничтожив доходившую до бруствера форта японскую минную галерею. Взрыв оказался слишком сильным и повредил тыльную стену капонира, через отверстие в которой ночью с 15-го на 16 октября ворвалась внутрь форта японская пехота. В темноте разгорелся отчаянный бой, в ход пошли гранаты, штыки, кирки и лопаты, в результате противник был выбит из форта, а пролом заделали мешками с песком. Когда на рассвете японцы попытались снова занять капонир, приведя в действие рядом с ним взрывное устройство, бдительные защитники форта пресекли эту попытку. 16 октября, под прикрытием артиллерийского огня пехотинцы 9-й дивизии смогли выкопать и занять траншею у подошвы бруствера форта N3, и выбить их оттуда во время предпринятой ночью русскими солдатами контратаки не удалось.
17 октября защитники крепости продолжали ликвидировать повреждения, полученные во время вчерашнего обстрела. В 7 часов утра осадная артиллерия начала огневую подготовку, к ней присоединилась дивизионная артиллерия, обстреливавшая отдельные объекты атаки. В этот день орудия осаждающих выпустили свыше 10 тысяч снарядов. На огонь противника отвечали русская крепостная артиллерия и орудия “Севастополя”. Когда в 13 часов канонада достигла апогея, на штурм бросилась пехота. Ее колонны почти одновременно нанесли удар по выбранным объектам. Оборонявшиеся отвечали огнем орудий, станковых пулеметов и винтовок; разгорелись ожесточенные бои. Штурмовая колонна 1-й японской пехотной дивизии, занимавшая окопы перед узлом обороны N 3, пыталась прорваться через внешний, но попала под огонь, который велся из казематов эскарпов и контрэскарпов и была вынуждена отступить. Повторная атака закончилась отходом поредевших рот под огнем орудий ближайшего форта N3. Его гарнизон также успешно отразил атаки колонны 9-й пехотной дивизии японцев, которая тщетно пыталась преодолеть внутренний ров (ширина 14 м); защитники форта вели ожесточенный огонь, а штурмовые лестницы оказались слишком короткими. Часть атаковавших рот попала под огонь резерва фронта, размещенного вдоль Китайской стенки, и была вынуждена залечь, чтобы отойти только после наступления темноты. В бою гарнизон форта вышел победителем во многом благодаря личному героизму его коменданта капитана Булгакова и зауряд-прапорщика Захарова. Но подлинным героем ожесточеннейшего боя за форт N 3 стал комендор с эскадренного броненосца “Севастополь” Николай Хохулин. Он бесстрашно расстрелял в упор из пулемета “Максим” вражескую штурмующую колонну и загнал ее остатки в ров. После этого японские пехотинцы возобновлять атаку не решились.
Первоначально успех не сопутствовал левой колонне 9-й пехотной дивизии, ударившей по полукапониру N2, который защищал только отряд добровольцев, поддерживаемый огнем Заредутной батареи и батареи Большого Орлиного Гнезда. Командир колонны генерал Итинобе сумел быстро прекратить панику в своих ротах и снова пошел в атаку. На этот раз после кровавого боя капонир был взят. Казалось, что успешной будет и атака правой колонны 11-й японской пехотной дивизии на форт N2. Она уже преодолела ров на бруствере форта и подняла национальные флаги, но через несколько минут после штыкового боя была сброшена в ров. Несколько рот этой колонны попытались прорваться между укреплениями в тыл форта, но когда одна из них попала на минное поле (фугасы), остальные отступили, понеся значительные потери от огня резервных русских частей, находившихся у Китайской стенки. Не удалась и атака центральной колонны 11-й пехотной дивизии на бастион Куропаткина, гарнизон которого составлял 224 человека; их поддерживали 6 малокалиберных орудий и 2 станковых пулемета. Поддержанные резервной стрелковой ротой и батареей “Б”, защитники бастиона отбросили неприятеля, хотя бои продолжались до 2 часов ночи.
