就在王賓升任盛京將軍之後，旅順的局勢也越來越危急。
在經過不斷的戰鬥之後，日軍終於發現了二零三高地的重要性，乃木希典在大本營的壓力之下終於將全軍推進對旅順發起了全方位的總攻，尤其是二零三高地更是這次總攻的重中之重。
於是日軍5萬人對要塞發起第一次強攻，但是由於乃木希典對要塞的堅固程度估計不足，採取不惜代價的“肉、彈”戰術輪番衝擊，遭遇了來自俄軍的頑強抵抗，歷時五大血戰，日軍正面進攻被擊退，傷亡1.6萬人。
1月19日，日軍發起第二次強攻，激戰四天攻佔二座堡壘，但未能攻佔旅順口西北制高點203高地。
1月23日，日軍發起第三次強攻，目標仍是俄軍正面堡壘，經四天反覆猛攻，僅攻克一座堡壘。
日軍大本營鑑於俄波羅的海艦隊已啓程馳援遠東，嚴令第3集團軍儘速攻佔旅順口，同時增撥280毫米口徑榴彈炮，並增援1個師另3個工兵連，派“滿洲軍”總參謀長兒玉源太郎親臨指揮。
1月26日，日軍投入6.4萬人開始第四次總攻。俄軍堅守203高地並多次發起反衝擊，打退日軍進攻，並給予了日軍極大的殺傷。
縱觀乃木希典雖然集中軍力重點進攻203高地，但是俄軍也抽調出了相當一部分的預備隊集中軍力重點反擊和防禦，結果兩者又是處於膠着狀態，而在兒玉源太郎介入指揮之後調整有二，都是在炮兵上。
一是把東正面的280mm重炮隊一天之間集中到西正面，完成了炮兵火力的集中，並突然加大了對西正面203高地的炮擊火力。
在調集重炮之後乃木希典還有些擔心的說道：“把東面的炮隊撤出，俄國人出來反擊怎麼辦。”
兒玉源太郎大怒隨機答道：“我正擔心他不出來反擊。”
二是改變了炮兵-步兵進攻模式，命令在步兵突擊時候炮兵並不停止射擊，如上兩條，使得山頭俄軍失去了通常模式下炮擊後佔據陣地組織防禦射擊的時間，亦無法動用預備隊支援受威脅的陣地。
此刻作爲守衛的沙俄部隊處境更是十分危急，203高地環形壕全部被毀，43個掩蔽部僅兩個完整無損，守衛者實際上已經完全失去隱蔽，只能靠手榴彈，自刃格鬥實施反擊，傷亡慘重。到1905年1月31日傍晚，僅前往包紮所的傷員就有1600人。
而在爭奪203高地的五天戰鬥中，俄軍傷亡就已經達到了1500人，負責203防禦的指揮官特列季亞諾夫上校也身負重傷。
於是沙俄陸防司令康特拉琴柯不得不斷的向203高地派遣增援部隊，旅順要塞總預備隊也很快耗盡，開始從陸上防線其它地段和分艦隊抽調力量增援203高地。
到了1905年2月5日7時55分，日軍再次向203高地傾瀉大量280毫米榴彈炮、爆破彈與穿甲彈，對203高地進行孤注一擲的進攻。
炮擊剛一開始，俄軍陸防司令康特拉琴柯便親臨擔任守衛203高地的俄軍第五團司令部，直接指揮203高地防禦戰。
日軍的進攻於8時15分開始，戰鬥很快就達到白熱化。
日本人不惜一切代價，步步逼近。
在戰場觀戰的英國“每日郵報”記者後來報道：“最大的障礙是鐵絲網。日本人用刀剪，用手扯，用牙咬，拔出鐵絲網上的木樁，或是繫上粗繩，把它拖走。”
日俄雙方士兵短兵相接，展開了激烈的白刃格鬥，203高地頓時成爲了血肉橫飛的巨大墳場。
到1905年2月5日15時，俄軍指揮官發現，繼續向203高地派遣增援部隊不但未能扭轉戰局，而且將會削弱其它地段的力量，有可能導致其它防禦地段失陷。
同時，日軍的夾擊並沒有減弱，自當天凌晨至下午，203高地已先後更換了四名指揮員，日軍實際上已經佔據了二O三高地的兩座主峰。
經過連續9天的戰鬥、炮擊、肉搏，使203高地沙俄守軍的倖存者遍體鱗傷、精疲力竭、無力繼續抗敵。到當日17時30分，俄軍撤出203高地。當夜幕降臨時，從203高地撤下的官兵在兩個連後勤隊的協助下，試圖奪回陣地。但日軍已在203高地架起了機槍，俄軍實施反擊的企圖成爲泡影。這樣，203高地就被日軍牢牢地佔領了。
僅一週時間，日軍將校戰死97人，士兵戰死八千餘人人，將校傷163人，士兵傷一萬餘人人，死傷合計將近兩萬人人。
爲了攻打203高地，日軍使用大小火炮60餘門，發射炮彈11000發，其中280毫米榴彈炮炮彈2254發，重達489.118噸。
在爭奪203高地的廝殺中，日軍總計傷亡三萬餘人，俄軍總計傷亡九千餘人，是日俄戰爭旅順要塞爭奪戰雙方傷亡人數最多的激烈戰場。
在佔領203高地後，日軍掌握了旅順戰場上的主動權。從203高地上，日軍以重炮轟擊港口內的俄軍艦船和市區的俄軍設施，俄太平洋艦隊因此而不復存在。
接着，日軍步步爲營，先是攻克了一系列俄軍要塞，然後佔領了越來越多的旅順市區。
在這之後俄軍便失去了勝利的希望，並在數日之後駐守旅順口的俄軍開械投降。
旅順爭奪戰是日俄戰爭中具有重大意義的事件。只要旅順牽制着大量日軍，只要旅順口的俄國艦隊還存在，日軍就無法決定戰爭的結局。如果俄國歐洲地區的艦隊東調，還可能改變海上形勢，並切斷日軍海上補給線。
因此日軍必須不惜一切代價攻取旅順，歸根到底是解決日俄戰爭的根本問題——制海權。
而在旅順陷落之後，日軍的目的已然達到了一半。
整個旅順戰役過程中，俄軍損失4．5萬餘人，日軍損失約8萬人，第三軍被徹底打殘，但是旅順終究還是落到了日本人的手中。