凌晨3时，大岛义昌指挥日军第九混成旅团分左、中、右三路向大同江南岸清军发起进攻。
“呸！”
看着自三个方向攻过来的日军，刘锋不屑的吐了口吐沫。“明知道我们已经做好了防御工事，仅比我多不到一倍的兵力，居然敢三个方向同时进攻，真是不知道死字怎么写的。告诉弟兄，日本人既然送菜来了，咱们就别客气了，给小鬼子上上课，让他们长长记性！”
“是！”传令兵马上将战斗命令下达给了各个防御阵地。
当日军靠近到两千米时，清军阵地上的八二迫击炮开始发言。大口径的高爆榴弹爆炸后产生的几百块破片在火药的推动下向四周飞溅，给密集队形进攻的日军带来极大伤亡。随着日军的不断突进，马克沁和六零迫击炮也加入了大合唱。仅仅是突进一千五百米的外围阵地，日军就付出了近两成的伤亡。而在进入清军防线五百米范围后，轻机枪和步枪也开始发威。
在日军开始进攻的同时，大岛义昌命令随军的炮兵大队向清军阵地开炮，以掩护进攻的日军。但是日军的炮火立刻引来了城内清军炮团的还击。
“日军炮阵地在那儿？”一直在等待日军炮兵冒头的师直属炮兵团团长王新然立刻问身边的作战参谋。
“报告团长，从敌军火炮的弹着点以及观察哨传回的情报对比分析，日军应该将他们的火炮布置在了三号位置上。
在刚到平壤时，王新然就带着炮兵参谋们走遍了平壤四周，将外围阵地的每一块儿适合布置炮兵阵地的位置都在地图上标注了出来。以方便在作战时打击敌军炮兵。
跟着参谋的报告，王新然很快找到了三号位置，“很好，距离我们大约是五千六百米左右，立刻传我的命令，二营立即向三号位置进行饱和攻击，将敌人的炮兵彻底摧毁！”
日军的炮兵大队装备十二门购自德国的克虏伯野炮，虽然数量上看起来和近卫军一个炮兵营一样，但日军火炮无论是射速还是射程都远远不及清军火炮。再加上炮弹的威力也相去甚远，所以打起炮战来，近卫军完全是压倒性的优势。
随着近卫军炮团的炮火覆盖，日军的炮阵地立刻被敲掉。没有了火炮掩护的日军进攻部队暴露在清军堡垒前的开阔地面，毫无掩蔽，伤亡极为惨重。
看到士兵们进攻的步伐开始出现犹豫的迹象，大岛义昌立即向督队官下达了“宁死勿退”的命令，驱赶士兵拼死冲击。日军士兵被迫冒死向大道两傍左、右翼堡垒发起刺刀冲锋。而守卫在大同江渡口桥头堡及江北各阵地的清军则互相配合，利用机枪和迫击炮猛烈夹击日军。
虽然士兵们不断的倒下，但是日军还是利用夜色的掩护，靠近了清军的战壕，两军随即展开白刃格斗。日军虽然有兵力优势，但日军的兵力不可能同时压上，而且在之前的冲锋中，也损失了大量的兵力，同时，近卫军的战士在身体上较日军士兵具有优势，因此日军始终无法攻克近卫军的第一道防线。
时间一点儿点儿过去，远处的天边已经开始放亮，视线逐渐改善的清军开始发挥火力优势，日军的后续部队被猛烈的炮火好机枪压制在了三百米以外的范围，无法给予前面白刃战的日军以有力的支援，很快，日军最具威胁的一次进攻就这样被瓦解了。
大岛义昌无奈之下只得命令部队暂时撤退。
随后，大岛义昌将撤下来的剩余部队重新编组，再次发动进攻。然而这一次，日军已经没有了夜色的掩护，在近卫军密集火力的打击下，根本无法靠近清军战壕。
大岛义昌随后又组织了两次进攻，但是日军自凌晨由宿营地出发，战斗已逾半日。早餐未进，饮水全无，士兵饥疲不堪，弹药亦将用尽。尤其是中央方向的日军，弹药已经全部用尽，士兵伤亡超过七成，司令官武田秀山中佐战死，其它军官也全部受伤或阵亡，已无力再战。无奈之下，在上午十时，大岛义昌下令退却。
刘锋一看敌人要撤，冷笑一声：“想来就来，想走就走？美死你们得了！命令各部队，以班、排为单位交替掩护，追击日军！”
一声令下，清军纷纷从战壕内冲出，发起反击。日军残部且战且退，清军则一路追击，到午后2时，日军已经被逼至郑浦洞以东的宿营地，此时在大岛义昌身边的部队已经不到两千人了。其它士兵不是已经战死，就是受伤被俘。而刘锋率领一个团在后面依然紧追不舍。
大岛义昌命令奉命留守宿营地的西岛助义中佐率领留守日军决死抵抗，将近卫军挡住，自己则率领剩下的日军抓紧补充弹药。
为掩护本部残兵，西岛助义拼命督战，暂时挡住了近卫军追击的步伐，但随即近卫军使用六零炮击跑进行步炮协同，日军再遭重创。大岛义昌见西岛助义无力阻挡清军进攻，只得舍弃营地，率领残兵一路向南逃窜。
这一仗日军遭受了重大伤亡，仅军官就被打死打伤四十多名，其中旅团长大岛义昌少将也被击伤。而率队冲锋的山本中一大佐、武田秀山联队长和负责断后的西岛助义联队长，以及炮兵第5联队第3大队长永田龟少佐均被击毙。士兵死伤四千多人，其中绝大多数都是死在冲锋的路上。
同样的一幕也在另外两个战场上演着。
玄武门、牡丹台一线是日军的主攻方向，参加进攻的日军为陆军少将立见尚文率领的第十旅团朔宁支队，和步兵第十八联队长佐藤正大佐指挥的顺安支队。这一方向的日军集中的兵力最多，是清军防守部队的2.7倍。凌晨4时许，首先是朔宁支队向玄武门外东北方向牡丹台外侧清军的两处阵地发起进攻；随后，顺安支队向牡丹台外侧西北方清军两处阵地发起攻击。
负责守卫玄武门的是第三师第二旅旅长王喜军带领的两个团。4时20分左右，同样是利用炮兵掩护，步兵冲锋战术的日军首先被王新然将炮兵阵地打哑。随后冲锋的日军被近卫军的机枪和火炮压制的抬不起头来，死伤无数。
随后的几个小时内，日军以中队为单位接二连三的发起进攻，但都被王喜军打退，但是因为此处日军兵力远远多于近卫军，因此王喜军的两个团损失也不小。
玄武门的战斗一直持续到下午6时，仅仅攻下最东北一块儿阵地的日军同样因为疲劳和弹药不足问题，已无法继续进攻了。无奈之下，立见尚文只得下令日军退走。因为兵力损失近半，王喜军没有像刘峰那样发起追击。
在城西南战场，进攻这一线的日军为野津道贯率领的第五师团本队。该部于晨7时到达平壤西南之山川洞，立即列炮于丘陵上向清军阵地射击。并出动步兵向清军阵地冲锋。
山川洞距离平壤四千多米，同样在近卫军的炮兵打击范围内，但因为日军利用丘陵地形布置炮阵地，使近卫军无法将其炮兵完全摧毁。不过因为近卫军炮火的压制和打击，日军火炮也无法摧毁近卫军前线阵地的堡垒。一直战至中午，日军死伤两千多人，扔无法越雷池一步。此时野津并不了解不知其他战场的详细情况，所收到的报告都是说：“敌兵善战，平壤防守甚固”。于是野津道贯与师团参谋长上田有泽大佐、参谋福岛安正中佐等商议如何发动进攻，然而面对近卫军密集的碉堡和纵横交错的战壕，所有军官都是一筹莫展。
野津道贯大怒：“我今率兵于千里之外与敌作战，竟然连一座城都攻不下来，还有何面目归谒我天皇陛下？我意巳决，明日之战，举全军以进逼城下，冒敌弹、攀胸墙。胜败在此一举！我军如幸得陷城，我愿足矣；如若不幸败绩，平壤城下即我葬身之处！”于是下令停战，以待明日。两军遂处于休战的状态。
当晚，大岛义昌旅团和立见尚文旅团作战失利的消息传回了山县有朋的指挥部。虽然大岛义昌旅团因为败得太惨、逃的太远而无法传递回准确的作战信息，但仅凭立见尚文好野津道贯两支部队当日的作战过程，山县有朋已经能够大致判断出平壤战役成功的可能性不大了。
“各位……”山县有朋在权衡再三后，对与会的野津道贯、立见尚文等第五师团几位核心军官道：“从现在的局势判断，帝国在短时间内失去制海权已成必然，大山阁下的第二军孤悬直隶，想必作战同样极为艰难。而我军的行动从这一天的战斗判断，短时间内很难攻克平壤，随着时间的推移，清军可以从陆地上源源不断的补充兵源、补给，而我军在失去制海权的情况下，则很难获得足够的兵源和弹药补给，因此我认为，‘驱逐清军出朝鲜，扶植朝鲜“独.立”’的作战方案已不可能实现。所以我决定，停止在平壤的军事行动，撤回汉城，实施第三作战方案，加强在朝鲜的防守，击退清军的进攻，等待局势的转机。“
山县有朋的话立即招来野津道贯的反对：“大将阁下，请恕我直言。我军虽然在第一天的进攻处于不利局面，但并不代表我军就无力攻克平壤。事实上，今日立见尚文的朔宁支队、顺安支队已经攻克了敌人设在玄武门东北的一处阵地。而且，我军虽然蒙受了一些伤亡，但主力尤存。即使不考虑大岛旅团，我军仍然有两万可战之兵。同时，敌军在今日虽然抵抗顽强，但同样会蒙受较大的伤亡。即使伤亡比例低于我军，但我军仍然占有兵力上的优势。所以，我不认为大本营的第二方案已经破产。”
立见尚文也站起来道：“阁下，我同意野津道贯师团长阁下的意见，希望您能收回成命，我们将向您证明，帝国的武士一定会战胜懦弱的支那人！”
随着两位将领的发言，其他与会将领也纷纷表示，希望能将平壤战役进行下去。即使是山县有朋，也不能无视这些一线将领的意见。
“好吧，各位将军，我代表帝国感谢你们的忠诚，并未你们的勇气而骄傲。不过我需要提醒大家，通过这一天的战斗，我们必须正视自己的对手。如果说对面的敌军是懦夫的话，那么被他们挡在门外的我们又是什么呢？另外，作为本次朝鲜行动的指挥官，我必须为整个朝鲜计划负责，所以，我只给各位三天时间，三天后，在确认不能占领平壤并击溃敌军的情况下，我们必须保留有生力量，以应对接下来的更加困难的局面！你们明白了么？”
“是！大将阁下，我们一定会在这三天内占领平壤！请您拭目以待！”
