11月14日，日本战时大本营召开御前会议，指责乃木希典没有集中兵力进攻203高地是“不坚决的表现”，要求他改变主攻方向，进攻203高地。Du00.coM
19日，参谋总长山县有朋越过满洲军司令部，直接向乃木希典发电报，说俄国波罗的海舰队正在赶来，一旦俄海军恢复海上交通，大连湾将陷入危险之中，攻占旅顺要塞就更难了。这其实是在暗示乃木希典进攻203高地。22日，睦仁天皇也发电报勉励乃木希典。
然而一根筋的乃木希典还没有转过弯来，仍然不打算进攻203高地。26日，他命令第三集团军6万4千余人对旅顺要塞发动第四次总攻，进攻的要点依然是东鸡冠山、二龙山、松树山。
进攻东鸡冠山堡垒的第十一师团被俄军击退。
进攻二龙山堡垒的第九师团一部三次冲进俄军堡垒，但是没有一个活着出来。
进攻松树山的第一师团一部两次冲进俄军堡垒后被全歼。
见白天的攻击毫无效果，乃木希典孤注一掷，命令组织敢死队夜袭松树山堡垒。20时50分，2600人的敢死队冲进松树山补备堡垒，与堡垒内俄军展开激烈的白刃战。俄海军陆战队3个连赶来增援，对日军敢死队进行前后夹击，日敢死队遗尸780余具仓惶撤退，夜袭失败。
27日凌晨1时，对全线进攻仍不死心的乃木希典调来预备队继续突击。激战至10时，日军伤亡已达4500人，仍未能攻占一个堡垒。
乃木希典终于开始怀疑自己：也许我真的错了？难道大本营进攻203高地的意见才是正确的？既然我的方法不行，就按你们的意见来吧。直到这时，乃木希典才改变自己的作战方案，下达如下命令：停止东线作战，集中攻击203高地；重炮对203高地进行12小时炮火准备；第一师团执行主攻任务。
19时，第一师团开始冲击203高地。激战至21时，日军的数次冲锋均被俄军击退，死伤累累，遂停止了进攻。
28日拂晓，日军继续用重炮轰击，高地上弹雨如注，每一发炮弹的爆炸都引发巨大的烟柱和泥沙腾空而起，“好像是一棵大树突然升入天空，然后再垮倒了下来”，持续的炮击几乎将203高地翻了个儿。炮击过后，第一师团右翼发起冲锋，占领了高地西南侧的俄军阵地，然而俄军的炮弹立即铺天盖地的飞了过来，日军被迫撤退。下午，高地上的俄军也受到巨大伤亡，日军遂占领了高地西南一角。
第一师团左翼在进攻高地东北侧的战斗中伤亡惨重，乃木希典遂将第七师团第二十六联队投入作战，该联队前仆后继，踩着同伴的尸体一次次向前冲锋，终于占领了高地东北一角。
俄军深知203高地的重要性，于29日零时30分发动反击，将日军全部赶下高地。高地得而复失，日军再次组织敢死队向高地进行突击。俄军拼死反击，击退了日军敢死队。乃木希典的二儿子乃木保典在战斗中中弹身亡。
第一师团在两天的战斗中伤亡达到3800人，已无力发动有效的攻击，而连连失利让乃木希典容颜憔悴，脸色像死人一样难看。恰在此时，满洲军参谋长儿玉源太郎到达旅顺，“介入指挥”第3集团军的作战。儿玉源太郎见第一师团已失去作战能力，便让大迫尚敏的第七师团接替第一师团继续进攻203高地。
30日，日军的炮火再次将203高地翻了个儿，第七师团兵分三路向高地发起冲击。激战从10时持续至夜晚，日军的突击一波比一波猛烈，战斗也一次比一次惨烈。当时的战地报道这样说：“这不是人与人之间的战斗，而是人类与钢铁、燃烧着的汽油、炸药与尸臭的斗争。”在付出了巨大的伤亡后，第七师团终于冲上高地，将所剩不多的俄军压制在几个孤立的工事内。
12月1日凌晨2时，俄军组织兵力发动****，给阵地上的日军造成重大伤亡，重新夺回203高地。
儿玉源太郎像输红了眼的赌徒，决心不惜一切代价拿下203高地。他命令其他部队停止一切作战活动，集中所有火炮轰击203高地！要把203高地炸烂、炸平，摧毁俄军的所有工事！不要停止炮击！不要给俄军修复工事的机会！
这种打法过于疯狂了，如果炮击一直不停的话肯定会误伤冲锋的日军士兵！但是儿玉源太郎认为要想胜利就必须付出代价，如果担心误伤己方士兵而停止炮击的话，俄军将会给日军造成更大的伤亡！
从12月2日到4日，日军的炮击一直没有停止。203高地上所有的堑壕和工事都被炮火摧毁，俄军伤亡惨重，仅12月2日一天就有1600人被送往包扎所。
5日8时15分，日军步兵向203高地发起冲击。前面的士兵中弹倒地，后面的士兵不管他们是死是活，直接从他们身上踩过去，然而没跑几步也中弹倒地，再承受后来者的踩踏。他们向波浪一样此起彼伏地向前滚动，前浪倒下了，后浪接着涌过来，似乎无穷无