义昌少将的指挥下，首先向大同江南岸清军发起进攻。

日本陆军第九混成旅团，在前些日子的成欢之战中，遭到了重创，从日本本土补充了大量的预备役士兵，才重新有了战斗力。

当日军冲过大同江，遭到了清军的激烈抵抗，拥有连发快枪和加特林机枪的清军，给日军第9旅团带来了大量的伤亡。

日军中、右两队武田秀山中佐和西岛助义中佐拼命督战，好不容易攻陷了左右两翼的堡垒。但随即遭到清军的步炮协同夹击，再遭重创。

日军又重新组织进攻，甚至旅团长大岛义昌少将都亲自带队冲锋，可是扼守大同江东岸的马玉昆部奋力抵抗，关键时刻与进攻日军展开肉搏，自清晨至午后，使得日军第九混成旅团终究攻不下马玉昆所部的阵地。

这一仗，刚刚补充了兵力的日军第九混成旅团遭受了重大伤亡，将校以下死者约500余名，伤者约400余人，中队长级大尉军官被击毙4名，少尉军官被击毙6名。第9混成旅团长大岛义昌少将、第21联队长西岛助义中佐、炮兵第5联队第3大队长永田龟少佐均被击伤。

其二为平壤城玄武门外的战场，为日军的主攻方向，因此集中了优势兵力，由立见尚文少将的第十旅团和佐藤正大佐的第十八联队担任主攻。

高州镇总兵左宝贵亲自登玄武口指挥，战至上午，日军先后攻破玄武门外的五座堡垒，并向玄武门猛烈突击。左宝贵为表示誓与平壤共存亡的决心，身穿黄马褂，在玄武门上指挥士兵射击敌人，拒绝部下劝他下城躲避的要求，亲自点燃大炮，轰击日军，身上负伤多处，仍奋勇撑持。清军部下感奋，皆激昂作战。可惜战斗中左宝贵被流弹击中胸部，中炮阵亡。

其部下三位营官也先后阵亡，午后二时玄武门遂被日军攻陷。日军向城内推进，但是依然遭到清军的奋力抵抗，日军只得退守玄武门。

其三在城西南战场，野津道贯亲率日本第五师团本队，于晨七时从平壤西南用炮火掩护步兵冲锋，卫汝贵所部盛军和毅军一部顽强抵抗，清军马队还进行了反击，杀伤大量日军。至中午，野津道贯见难以得手，下令暂停攻击，退回驻地。

本来这时清军虽然也伤亡很大，但是日军的伤亡更大，如果清军继续坚守下去，两军胜负难料！但是总指挥叶志超贪生怕死，在战局胶着的情况下，不是部署力量加强防守，而是让部将在城头竖起白旗投降，并下令全军撤退。

当时东西两路清军已将进攻之敌击溃，正准备乘胜出击