15 октября в 9.00 части 3-й армии генерала М.Ноги начали 3-й штурм крепости, одновременно атаковав северные и восточные укрепления русских. При отражении японских атак русскими войсками впервые использован в боевых условиях миномет конструкции Л.Гобято. И снова японская пехота тесными колоннами прорывалась сквозь огонь артиллерии, пулеметов и ручных гранат. И снова, неся громадные потери, она отступала. На следующий день повторилась та же бойня. В штурме со стороны японцев участвовали отряды 1-й пехотной дивизии, с включенной в ее состав резервной 1-й бригады, а также 9-я и 11-я пехотные дивизии, поддержанные своей артиллерией (полк полевой артиллерии, два полка горной артиллерии). Было сформировано семь штурмовых колонн, Одна колонна (1-я пехотная дивизия) должна была нанести удар по узлу обороны N 3 и далее по Лаперовской батарее, две колонны 9-й пехотной дивизии наступали на форт N3 и полукапонир N2 и развивали наступление до батареи Большого Орлиного Гнезда; три колонны 11-й дивизии пехоты атаковали форт N2, батарею Большого Орлиного Гнезда, бастион Куропаткина, далее наступали на батарею Малого Орлиного Гнезда и батарею “Б”, продвигаясь к Залитерной батарее; одна колонна оставалась в резерве. Независимо от них действия на флангах прикрывали отряды 11-й пехотной дивизии (наступали на узел обороны N 2 и батарею “А”) и 1-й пехотной дивизии (атаковали тянувшиеся от Панлушаня укрепления северного фронта). В общей сложности в наступлении участвовали около 25 тысяч человек, поддерживаемых огнем 400 орудий и мортир. По состоянию на 9 октября русские укрепления защищали 15000 человек; еще 1500 находились в общем резерве, в районе предполагаемого наступления русские имели порядка 7500 чел, в резерве фронта 10 стрелковых рот. На первой части фронта (ею командовал командир 28-го стрелкового полка, подполковник Науменко) находились батарея “Б”, бастион Куропаткина и форт 2; на второй части (командир 13-го стрелкового полка подполковник Гандурин) — форт N3, батареи Большого и Малого Орлиного Гнезда, узел обороны N 3 и полукапонир N2. Штурмуемые объекты защищали, таким образом, тридцать стрелковых рот, десантная рота и отряд добровольцев (из них лишь пять рот находились на первом участке фронта), в резерве фронта насчитывалось десять рот.
Японская пехота ворвалась вечером в окопы, окружавшие узел обороны N3 и форт N3, которые смогла затем удержать, несмотря на контратаки. На следующий день особенно ожесточенной бомбардировке был подвернут форт N2, в результате гарнизон форта уменьшился наполовину, были разбиты брустверы, а бетонные казематы пробиты во многих местах. Однако именно здесь русские солдаты добились значительного успеха, уничтожив доходившую до бруствера форта японскую минную галерею. Взрыв оказался слишком сильным и повредил тыльную стену капонира, через отверстие в которой ночью с 15-го на 16 октября ворвалась внутрь форта японская пехота. В темноте разгорелся отчаянный бой, в ход пошли гранаты, штыки, кирки и лопаты, в результате противник был выбит из форта, а пролом заделали мешками с песком. Когда на рассвете японцы попытались снова занять капонир, приведя в действие рядом с ним взрывное устройство, бдительные защитники форта пресекли эту попытку. 16 октября, под прикрытием артиллерийского огня пехотинцы 9-й дивизии смогли выкопать и занять траншею у подошвы бруствера форта N3, и выбить их оттуда во время предпринятой ночью русскими солдатами контратаки не удалось.