10月18日，日军进攻旅顺。旅顺是清朝经营多年的远东第一大军港，无论从地理位置，还是从防御体系来说，只要守城官兵士气旺盛，指挥得当，坚守数月是不成问题的。但守将龚照玙未见敌军就乘小船逃往烟台，守军土崩瓦解，日军仅用6天就攻占了旅顺。
占领旅顺后，日军屠城3日，近2万人遇害，全城仅36人幸存。英国人阿伦亲眼目睹了这场大屠杀，他在《旅顺落难记》一书中写道：“日军进城后，满路都是被杀者的尸体，竟辨不清路来。在一个池塘边，站满了日军，赶着一群老百姓，往池塘里跳。只见水里有断头的、腰斩的、穿胸的、破腹的，搅作一团。有一个妇女抱着一个孩子浮出水面，正往岸边爬来，日本兵就用刺刀对准她当心扎了对穿，第二个就刺那个小孩，只见刺刀往上一挑，小孩就被挑在枪头上。在另一个地方，10个日军兵捉了许多逃难的中国人，把辫子联在一起，当枪靶子打。有的斩了一只手，有的割下一只耳朵，有的斩断一只脚，有的砍头。”