弹炮和12门口径75毫米野炮的火炮支援，抵挡住了日军1个旅团的疯狂进攻。12日过后，泊口城以及泊口港依然在东北海军陆战队和定北军独立守备团的控制之中。

至于3座炮台上的6门230毫米和6门193毫米的大口径岸防炮，则因为是固定的炮架。无法调过头来轰击泊口城北面。

不过日军凭借人数上的优势，在随后的13日和14日从海陆两个方向上，对泊口城以及泊口港发动了猛攻，在14日的下午终于突破了泊口城的城防阵地，进入了泊口城内，随后在泊口城内的双方官兵。进行了惨烈的巷战，泊口守备舰队剩余的海军官兵也投入到了巷战中。

巷战持续到了15日下午。日军凭借着兵力上的优势，已经把东北海军陆战队和定北军独立守备团以及泊口守备舰队残余的官兵，压缩在靠近泊口港的一片区域。

最后海军陆战队第1旅的旅长王友林看到守住泊口城以及泊口港已经没有了希望，于是命令炸毁岸边的3座炮台，准备带领剩下的官兵突围。而泊口守备舰队的指挥官殷建也命令部下，在搁浅的永丰号防护巡洋舰上安装炸药，就是1艘重伤的老式军舰也不能留给日本人。

15日晚上9点，随着几声巨大的爆炸声，幸存的东北官兵趁着夜色发起了突围战，并且成功从日军占领泊口城的区域突了出去，然后一路狂奔，撤往了30公里外的元丰城。

等突围部队撤到了元丰城之后，3股部队，东北海军陆战队、定北军独立守备团和泊口守备舰队，加起来只剩下千余人，4000多名海陆两军的官兵，牺牲在了泊口争夺战中。

日本陆军的3个师团占领了泊口城以及泊口港之后，没有马上继续向北前进，攻打30公里外的元丰城，而是选择在泊口城进行休整。

这3个日军师团不是不想继续向北攻击，而是他们自身伤亡太大，对30公里外的元丰城已经有些力不从心了。

在泊口争夺战的几天中，3个师团损失惨重，阵亡人数达到了24万人，还有近3000名重伤员，受轻伤的日本官兵更多，特别是11日发起抢滩登陆作战的日本陆军第二十七师团，几乎已经丧失了作战能力，连伤员加起来也不足6000人。于是3位师团长皆川正一、上野春雄和陆前井河商量了一下，决定暂缓北上，在泊口城休整一下，同时派人把情况汇报给日本东京的大本营，希望大本营给3个师团补充兵力。

退到了元丰城的千余名东北海陆两军的官兵，加上已经在元丰城1个团