日軍進攻大連灣的總指揮山地元治，把大連灣作為第二個目標，他早已通過間諜摸清楚了大連灣的部署情況。
大連灣位于遼東半島的最南端。東南面臨海灣，三山島屏障于前。海灣的中央有兩個半島突伸灣中，港灣近岸處，水深波平，適宜船只停靠。
海灣左曰和尚島，筑東、中、西海岸炮臺三座，右曰老龍島，筑有老龍頭、黃海海岸炮臺兩座，大連灣的后路則筑有徐家山陸路炮臺一座。炮臺雄偉堅固，地勢險要，還有分散各處的營炮。共有大炮一百二十多門。都是從德國克虜伯兵工廠購買，是當時世界最先進的能上下左右自由旋轉的大炮。駐守清軍約3300多人，儲備充足，憑險據守，堅不可摧。
《東方兵事紀略》寫道：我海疆炮臺，大連灣式最新，創建于戊子，竣工于癸巳，以屏蔽南關嶺為旅順后路鎖鑰。
山地元治把大連灣當作難啃的骨頭。他為了奪取大連灣，選了1000多名敢死隊員，準備速戰速決，打不下就撤。
拂曉，山地元治指揮兵分三路向大連灣進犯。
第一路包括步兵第三聯隊，騎兵一小隊，炮兵兩中隊組成右路支隊。由第二旅團長西寬二郎少將指揮。沿旅順大道前進，目的是切斷旅順來援的清軍之路。稱為旅順大道支隊
第二路部隊包括步兵第十五聯隊，騎兵一小隊及工兵一中隊，組成中央支隊。由步兵第十五聯隊長河野通好大佐指揮。攻擊老龍頭炮臺和黃山炮臺，稱為老龍頭炮臺攻擊支隊。
第三路部隊包括步兵第一聯隊，騎兵一小隊，及工兵一中隊組成。由第一旅團長乃木西典少將指揮，攻擊和尚島炮臺，稱為和尚島炮臺攻擊支隊。
其余的日軍部隊為預備隊，在金州駐扎待命。
奉命從海上趕來大連灣助戰的日本聯合艦隊，把大連灣作為難以攻破的堡壘，艦隊司令伊東佑亭率領來17艘戰艦助戰。
大連灣的守將趙懷業自從日軍從花園口登陸后，沒有任何的備戰。一直想著準備逃跑。當金州正在激戰時，趙懷業在大連灣碼頭緊張的忙碌著把自己的家私裝船。一群清兵正在往船上搬運行禮物品和雜七雜八的東西。趙懷業大聲呵斥道：“喂！動作快點，先搬貴重的箱子上船！”
“大人！船艙已經裝滿了，這些還要嗎？”
趙懷業訓斥道：“怎么不要，你看不見是檀香木做的嗎？快！日本人馬上要打過來了！”
待裝完后，趙懷業上船離開了大連灣。丟下所屬的5000多軍隊逃跑了，他的下屬在他的帶動下，四散奔逃，丟棄了炮臺和大量的武器彈藥。
雷霆縱隊到達大連灣附近后，。立即派出多路小分隊偵察敵情。
由偵察二排長丁大立率領的偵察小分隊一行12人，化妝成清軍前去大連灣偵察。發現有許多從大連灣來的士兵，三三兩兩慌慌張張的趕路，路上看到一名清軍小頭目垂頭喪氣的坐在路邊。
排長丁大立到跟前打招呼：“老兄！請問往龍頭山怎么走啊？”
清軍聽了站起來，看著排長，警惕的說：“你們是什么人？”
排長丁大立說：“我們當然是中國人啊！”
“別人都在往外走，你們去那里干什么？”
排長說：“那里有我們的老鄉，去找他們！”
清軍說：“你們不會是日本人吧？”
排長說：“怎么會呢！你問問這位老鄉！”
村民說：“他們不是日本人！”
清軍抬眼看了看排長，有些奇怪的說：“你們的老鄉是干什么的？”
排長說：“我們有幾個老鄉在龍頭山附近住，日本人要打過來了，我們想喊他們一起走！”
清軍聽了很生氣，說：“你們也是逃跑的啊？”
排長說：“看你怎么說的那么難聽啊！當官的先扔下我們逃跑了，我們沒有人帶領了，各尋出路，怎么是逃跑呢？”
清軍說：“那還不叫逃跑啊？”
排長說：“你說，那怎么辦啊？”
清軍說：“你們有種嗎？有種我帶你們去龍頭山，喊上你們的老鄉，去老龍頭炮臺，開炮打日本鬼子去？敢嗎？”
排長說：“這位老兄！我很佩服你有骨氣！請問老兄尊姓大名？”
清軍說：“我免貴姓韓，名叫平順！”