Все имевшиеся в окрестностях Симоносеки и Модзи войска, полицейские и ополченческие формирования начали стягивать в порты, готовясь отбивать десант. Из лагерей ожидавших погрузки войск галопом отправляли артиллерию, организовывая оборону. Однако полностью подготовиться к отражению нападения все же не успели, так как времени на это, как оказалось, не было.
До появления русских миноносцев непосредственно в гаванях Симоносеки и Модзи даже не все посыльные еще были отправлены, так что оборону заняли только полицейские отряды общей численностью 179 человек. Тем не менее они успешно отразили все попытки десантов и удержали под контролем причалы до начала прибытия войск.
С появлением полевой артиллерии был начат обстрел русских кораблей, пытавшихся приблизиться к причальным стенкам или захватить суда на рейде. Но они вскоре перестали появляться в виду батарей, выполняя свою работу, прикрываясь корпусами многочисленных пароходов в портовых акваториях. Заметных повреждений никому из нападавших армейские артиллеристы не нанесли.
Хоть каких-то успехов им удалось добиться только в Таноуре. К моменту появления там русских в окрестностях селения удалось развернуть уже три батареи, в том числе одну гаубичную. Они активно обстреливали миноносцы, крейсера и даже броненосцы, ведущие бой с фортами на мысе Есаки и на другом берегу пролива. Однако большая часть развернутых в спешке на открытых позициях пушек была быстро выбита русскими скорострелками, с тяжелыми потерями в людях для обороняющихся формирований. После этого все попытки высадки на причалы отбивались почти исключительно ружейным огнем, под не-прекращавшимся обстрелом из корабельных калибров.
После разрушения броненосцами фортов возможности к сопротивлению были почти полностью исчерпаны. Но, используя рельеф и застройку, удалось скрыть движение пехотных колонн, благодаря чему войска в Таноура прибывали во все возрастающих количествах. С их помощью ополченцы так и не позволили высадиться русским на берег, неизменно встречая приближавшиеся миноносцы и катера ружейными залпами и стрельбой из немногих уцелевших полевых пушек. Хотя в этот раз нога захватчика так и не ступила на японскую землю, к сожалению, предотвратить уничтожение всех крупных судов на стоянке и затопление нескольких пароходов в самом проливе на фарватере не удалось.
Поняв, что попытки высадки на берег обречены на провал, русские покинули пролив. С прилегавших к восточному устью Симоносеки возвышенностей было отлично видно, как формировалась их колонна, уходившая на восток. При этом новые броненосцы шли очень медленно, иногда совсем останавливаясь. Вероятно, имели повреждения в главных механизмах. А броненосец с двумя трубами и башней главного калибра только в носу и один из броненосцев береговой обороны вообще не могли передвигаться самостоятельно, жестоко пострадав от огня береговых батарей. Взявшие их на буксир большие вооруженные пароходы едва вытягивали против набиравшего силу встречного течения. Защитники пролива Симоносеки записали на свой счет еще два тяжело поврежденных вражеских истребителя, также уведенных на буксирах с поля боя.
Сразу после прорыва русского флота через Симоносекский пролив по всему тихоокеанскому побережью Японии, вплоть до Токийского залива, была объявлена боевая тревога. По радиотелеграфу до самой ночи постоянно передавали приказ всем судам, находящимся в море, срочно укрыться в защищенных гаванях. Хотя принять это предупреждение могли лишь немногие суда, оснащенные радио, это все же позволило заметно очистить воды южнее пролива Бунго.