В операции по уничтожению дирижабля противник проявил должную смекалку, соорудив для полевых пушек специальные деревянные подставки, увеличивающие их угол возвышения. Тяжело поврежденная шрапнельными выстрелами "Россия" совершила жесткую посадку на землю все-таки в расположении русских войск, однако при этом была окончательно разрушена. Костович и часть экипажа уцелели, но сам изобретатель при столкновении дирижабля с землей получил перелом ноги и трещины в двух ребрах. Впрочем, на его увлечении воздухоплаванием этот инцидент не сказался.
Кроме того, в последней декаде декабря японцами впервые был произведен артиллерийский обстрел крепости и гавани с суши. Его результатом стали повреждения, полученные броненосцами "Ретвизан" и "Победа". Флот ответил на это активизацией контрбатарейной борьбы, компенсируя отсутствие авиаразведки максимально возможным в условиях лимитированных запасов в крепости увеличением количества металла, выпускаемого по выявленным позициям японских орудий. При этом в ход пошли даже сохранившиеся на складах устаревшие чугунные снаряды, которые, как и в довоенных опытах, демонстрировали неприятное свойство порой раскалываться в воздухе. Но это был вынужденный шаг - более "свежие" боеприпасы Макаров по возможности приберегал для очередного генерального сражения с флотом Того, в неизбежности которого он не сомневался.
23 декабря японцы смогли занять высоту Сяогушань. Дальнейшее их продвижение было остановлено русской обороной, поддерживаемой с моря из бухты Тахэ огнем кораблей Тихоокеанской эскадры. Спустя шесть дней русские вынуждены были оставить высоту "Сиротка", а 2 января 1905 года части 1-й пехотной дивизии 3-й армии Ноги взяли поселок Сигоу в пяти верстах севернее Порт-Артура. Еще через пять дней японцами был взят русский опорный пункт на высоте "Угловая" (N 169) и поселок Сигоуцитунь в трех с половиной верстах к северу от крепости.
8 января начались сражения за гору "Высокая" (высота N 206), форт N 2 и редут "Куропаткинский". Русским войскам удалось отразить все атаки, при этом сражение продолжалось и ночью при свете прожекторов. Японцы отыгрались, тремя днями позже взяв высоту N 174, однако их совокупные потери в ходе декабрьско-январского штурма крепости были весьма велики - около 15 тысяч человек, целая дивизия. Оборонявшиеся русские в этих боях потеряли убитыми и ранеными примерно 6 тысяч.
На следующий день после взятия высоты N 174 считающий врага близким к окончательному поражению Ноги направил в крепость парламентера с предложением сдать Порт-Артур японским войскам. Предложение было отклонено - у русских имелось свое мнение по поводу возможностей дальнейшей обороны крепости и целесообразности продолжения ею сопротивления, кардинально расходящееся с позицией японского командующего.
К следующему, третьему по счету штурму крепости войска Ноги смогли приступить только 2 февраля, когда в очередной раз довели свою численность до штатной и пополнили истраченные в предыдущей попытке запасы военного имущества.
5 февраля в результате непрекращающихся атак армия Ноги смогла занять редут "Кумирненский". В боях за него блестяще проявил себя старший минер с "Баяна" лейтенант Н.Л.Подгурский, предложивший использовать для стрельбы по неприятельским позициям, кое-где отстоявшим от русских окопов всего на 50 шагов, метательные минные аппараты, снятые с паровых катеров. Первые же боевой выстрел этого оружия произвел большое опустошение во вражеских окопах. Полезный опыт получил свое распространение, и всего на разных участках сухопутного фронта было установлено до восьми подобных эрзац-"минометов", применявшихся до самого конца обороны крепости.
Здесь же было опробовано еще одно детище Подгурского - морские мины заграждения, приспособленные для скатывания на неприятельские позиции. Подрыв их заряда, усиленного до 6 пудов пироксилина, производился с помощью огнепроводного шнура. Вечером 3 февраля одну такую мину доставили на редут и ночью с помощью специально изготовленного деревянного лотка скатили на японские позиции. Эффект от ее взрыва был страшен - большой участок неприятельской траншеи полностью разрушило, среди японских солдат возникла паника, а на самом редуте воздушной волной "погасило все огни". Впоследствии подобное оружие применялось защитниками Порт-Артура еще не единожды, и всякий раз - с неизменным успехом.