斗意志值得称道，处于绝对劣势的他们不但没有放弃，而且主动对日本海军发动袭击。17日深夜，德军的S-90驱逐舰悄悄地从青岛港驶出，于18日凌晨用鱼雷击沉了一艘日舰。被击沉的日舰就是曾经参加过大东沟海战、威海卫海战、黄海海战和对马海战的“高千穗”号，全舰官兵仅13人生还，其余271人葬身海底。
10月31日，日军向青岛要塞发动总攻。第二舰队的舰炮对德军炮台和堡垒进行密集的轰击后，步兵随即发起一波又一波的冲击。激战多日，在日军海陆空联合攻击下，德军的炮台和堡垒受损严重，弹药匮乏，已无力还击。
11月7日凌晨1时30分，日军敢死队突击德军中央堡垒，很快将其占领。德军组织残余力量发动反击，企图夺回堡垒，然而这不过是最后的垂死挣扎而已。反击失败后，德军的阵线开始土崩瓦解，俾斯麦南炮台和俾斯麦北炮台相继被日军占领。7时，德军自沉军舰、炸毁炮台火炮后悬白旗投降，残余的4000余人被日军俘虏。
11日上午10时，日军进入青岛，德国人统治青岛的时代宣告结束。
日本陆军进攻青岛的时候，海军第一、第三舰队趁机夺取了德国在太平洋上的马绍尔、马里亚纳、加罗林诸岛。随后英国和日本达成秘密协议，允许其在战争结束后接收德国在山东的权益和德属南洋诸岛，而日本则派第二特混舰队前往地中海为协约国护航。至一战结束，第二特混舰队共执行348次护航任务，与同盟国潜艇交战36次，为协约国做出了一定贡献。