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有了二号堡垒为依托来进攻四号堡垒就容易了许多，后方的重炮毕竟不是百发百中，像护垒壕这样的地方根本很难被重炮照顾到，而在二号堡垒向四号堡垒用六寸垒炮来射击就弥补了这些不足，而且这里还有一门大口径臼炮，中国士兵将这门臼炮重新调整后用来攻击四号堡垒后方的交通壕，效果非常明显。
四号堡垒属于一个尚未完全竣工的堡垒，在二号堡垒的火力配合下，中国士兵用爆破筒和手雷强行端掉了四号堡垒的五处机枪火力点，同样采用向护垒壕中填埋木料再铺上沙袋形成进攻通路。在二号堡垒六门一百二十毫米垒炮的精确射击掩护下，只用了不到一个小时的时间，中国士兵就冲进四号堡垒进行内部清扫，不到一刻钟便飘起了中国军旗。
二号堡垒和四号堡垒是海参崴要塞核心阵地的突出部，这两个堡垒的丢失使得俄军正面阵地被撕开了一道宽数百米的进攻道路，更重要的是这两座堡垒还是最重要的五号堡垒屏障。因此这这两座堡垒的失手震动了俄军，要塞司令斯特塞尔立刻下令不惜一切代价夺回二号和四号堡垒，命令刚刚发出去，阿列克赛耶夫便来电询问问什么丢失了这两座堡垒，斯特塞尔立刻回电：此战失利皆因为中国军队炮火迅猛，而我要塞工程大多都尚未完工，尤其是要塞前沿阵地缺乏地雷等有效武器来抵制中国军队的进攻……工程死角太多，堡垒选择地形不当，缺乏纵深易于突破，我以下令反突击，夺回两座堡垒……
阿列克赛耶夫对斯特塞尔的回电解释非常不满，但此时已经没有太多的时间——早上八点，军港二号炮台瞭望哨发现了海面上的中国主力战舰出现，就在半个小时前，中国海军主力战舰十五艘向二号炮台开炮，而对面的勒富岛山坡后面也传来了开炮声，中国军队在对面的岛上设立了重炮阵地！
阿列克赛耶夫此时已经焦头烂额，遂把斯特塞尔的电报和自己正遭受中国海军炮击的电报直接发送给彼得堡。俄国最高当局再接到电报后大惊失色，俄国陆军大臣萨哈洛夫在电文上批语：“阅！这意味着什么？！”
俄国陆军总参谋长费罗洛夫当即指出：“这可能是符拉迪沃斯托克要塞投降的辩护书！”
在要塞司令斯特塞尔的命令下，康特拉琴科师担负起了这次反攻二号、四号堡垒的任务。为了能够完成这次任务，在康特拉琴科的要求下，阿列克赛耶夫批准了再次加派人手来转运从皇太子号上拆卸下来的四门一百五十二毫米火炮，在刺刀和步枪的威胁下，整整一万中国人和少部分朝鲜人被迫来承担这项工作。原本这四门火炮是准备用六千人花二十天的时间运上五号堡垒的，但俄军没有想到中国军队行动如此迅速，这些火炮还只有一门运上了山顶，还没有开始组装，其余三门还在运输中。斯特塞尔为康特拉琴科师补充了装备，包括十门改装的七十六点二毫米迫击炮，还有拆了东墙补西墙的步枪，使康特拉琴科师成为海参崴唯一一个能够全部装备步枪的作战师。
相对于俄国陆军，中国陆军对于迫击炮的应用和装备数量更多，这个比例恐怕也是世界上所有陆军中迫击炮数量最高的军队——正因为中国大量装备七十五毫米速射炮，但对于它的局限性极为不满，尤其是在中国陆军初建到成长的这十年当中，迫击炮、手雷这些第一线步兵重要的火力支持远比后面的大炮效果更好，这才促使中国陆军大量装备迫击炮。
第一师和第四师分别控制了二号和四号堡垒之后，并没有急切的向五号堡垒发起攻势，而是停下脚步构筑攻势，并且同时向两翼发展——按照作战计划，他们已经提前十五个小时完成了自己的作战任务，后面的火炮要根据战局来转变位置，尤其是要将二号和四号堡垒成为进攻五号堡垒的跳板，将重炮运动上来以减少进攻伤亡损失。
下午三点三十分，康特拉琴科师开始展开对二号和四号堡垒的进攻，不过在此时二号堡垒的右侧同样未完工的七号眼镜堡已经被二号堡垒的一百二十毫米重炮变成了废墟。这样一来三座堡垒虽然被炮火破坏严重，但是互为犄角，在中国陆军初步完善了野战工事之后，显然康特拉琴科师的进攻难度增大了不少，尤其是为了对付俄国要塞堡垒那夸张的护垒壕，后方中国军队准备了大量的木料，这也为完善野战工事提供了足够的建材。
为了支援康特拉琴科师的突击行动，五号堡垒和尚未失守的一号、六号堡垒向二号堡垒进行了短暂的炮击，不过它们的炮击立刻招致了中国陆军重炮部队的报复——非常有“节奏感”的沉闷的低啸声在中国炮兵阵地上响起，在炮口上腾起十余米高的“参天大树”一般的烟柱，接着便可以看到猛烈的爆炸声在刚刚还在射击的五号堡垒上响起。
先前中国重炮部队的那二十余门三百零五毫米的超级重炮是在一片七十五毫米和其他几十门不同口径的重炮声发射的，但远不及它单独发射时的那种压倒一切的威势。在地面上对一个固定目标射击远比在海上射击的命中率要高得太多，而二十余门超级重炮每隔几秒发射依次发射，也就意味着每隔几秒中国炮兵阵地上便出现一棵“大树”，一轮下来不到一分钟又开始新的一轮炮击，五号堡垒所在的山头几乎被浓烟所包围，任谁都不敢想象烟雾散尽后五号堡垒是不是还能存在。而重炮部队似乎意犹未尽，在因为烟雾问题停止对五号堡垒射击后，调转炮口开始对一号和六号堡垒进行炮击，很快俄军的火炮声便销声匿迹，从头到尾连一刻钟都不到。
俄军短暂的炮击对二号堡垒的中国陆军阵地并没有造成多大的伤亡，因为先前中国重炮已经将这个堡垒炸塌了一部分，面对五号堡垒的那一面损伤并不大。在炮击开始的时候中国士兵们便钻进防炮洞或是堡垒中，除非是重炮炮弹直接命中，否则士兵的生命是非常安全的，更何况特务机关破坏了俄军在海参崴最大的弹药库，太平洋舰队出海也带足了炮弹，这就使得要塞炮弹变得非常紧张，俄国人也舍不得这么多炮弹。
五号堡垒的炮击声便是康特拉琴科师冲锋的号角，等短暂的炮战结束后，他们已经运动到不足两百米的地方上了，借助复杂的地形在壕沟、谷地、弹坑来拉近距离。中国士兵立刻进入战壕，架设迫击炮和机枪，二十三门六十毫米准备好的迫击炮立刻射击，在迫击炮弹的爆炸声中，居高临下的中国士兵可以清楚的看到俄国士兵在某一个弹坑中被炸飞出来的景象，甚至是数段人体残肢。
六门七十五毫米速射炮和一门勉强可以射击的一百二十毫米垒炮则对山下俄军的交通壕进行炮击，以阻断后续俄军的增援。不过一会俄军的迫击炮也开始反击了——俄军的迫击炮是从战舰上拆下来的四十七毫米舰炮改装而来，可以发射重达十一公斤的炮弹。遂不及防，堡垒上的两门迫击炮被打哑，而更多的中国迫击炮则放过了那些向前运动的俄国士兵开始寻找它们隐藏在草丛和弹坑中的对手。
在迫击炮的压力降低下，俄国士兵已经前进到距离一线战壕不足一百米的地方，所有的俄国兵都钻出来，口中怪叫着向战壕发起冲锋。不过很快一阵“手榴弹雨”将冲在最前面的二三百名俄国兵炸飞，随即八个机枪火力点开始喷射出长长的火舌，如果不是阵地狭窄，马可沁机枪的分量又不轻，进攻部队完全可以部署更多的机枪。
在机枪响起之后，俄国兵的这次进攻在不到两分钟的时间便宣告失败，距离战壕不到一百米的地方被中国士兵的马可沁机枪和手榴弹制造成了一个“无人区”，一次冲锋俄国人除了丢下三百来具尸体和伤病之外，没有任何成果。
就这样冲锋，反冲锋……在太阳落山之前，俄国人始终没有突破这道战壕，反而留下了一大片扇状分布的死尸。康特拉琴科师长在远处的战壕中用望远镜目睹了这一切，俄国士兵不可谓不英勇，在天黑之前总共组织了四次冲锋，差不多有一千二百多人留在了这道山坡上。相比之下二号堡垒上的中国军队打得相当轻松，马可沁机枪、手榴弹和迫击炮在这样的防守战中起到了巨大的作用，到最后马可沁机枪分成两个批次进行射击，免得长时间射击枪管发热不能射击。
晚上的夜袭一向是改变双方局势的重要手段，在白天遭受巨大损失的康特拉琴科师为了完成自己的任务，在夜间发起了数次冲锋。负责防守的中国军队也开始轮换上场，在探照灯和照明弹的指引下进行顽强的抵抗，虽然俄军数次冲入阵地，但皆被狼狈打回。一个晚上机枪声、炮声、步枪声、手榴弹的爆炸声响彻不停，折腾造转天的六点俄军才放弃进攻——此时山坡上的每一寸土地都被鲜血所沁透，康特拉琴科师至少在这座海拔仅一百八十米的小山坡上倒下了六千三百人，重创康特拉琴科师，而激战一夜之后第一师也伤亡六百余人，这还是占着巨大的地利和火力优势。
康特拉琴科拿起电话向同样焦头烂额的阿列克赛耶夫哀求道：“激战一夜伤亡巨大，请求暂停攻击！”
阿列克赛耶夫听后气得将电话扔在地上，走出司令部后看到东面要塞方向不断冒起的黑烟，黎明的空气混合着湿润的海风，这本来应该是一个非常令人惬意的时刻，但是从昨天凌晨到今天，不过才二十多个小时的时间，海参崴要塞就要面临崩溃的危险，而同样是昨天，中国海军将二号炮台变成了一片瓦砾，海参崴军港的东侧入海口已经被中国人用炮弹给砸开了。
在太阳初升之时，第一师和第四师完成了自己的任务，交接阵地后撤回到后方修整，第十七师、第三师、第五师和第二十二师一混成旅开始接手今天的进攻——战事进展顺利，前线司令部认为现在更应该一鼓作气解决海参崴，所以将第三师和第五师两个主力师也投入战斗，争取在今天彻底解决海参崴陆上要塞问题。
五号堡垒是整个海参崴要塞最为坚固和面积最大的堡垒，这个堡垒几乎等同于二号堡垒的放大版，也是呈五角星形，不过要塞面积约三万平方米，它还有一个别的堡垒都没有的装甲瞭望塔。装甲瞭望塔塔高两米多，直径一米，用十九毫米厚的钢板制成，用来专门观察敌军进攻堡垒的情况，并且还可以为其六门一百五十二毫米加农炮校正弹着点，当然要塞中最大口径的要塞炮是一门二百五十四毫米的重炮。
本来昨天晚上第一师就准备想趁着夜色偷袭五号堡垒的，结果被康特拉琴科师纠缠了整整一个晚上，只能放弃这诱人的想法，在吸取进攻二号堡垒的经验后，对付这个二号堡垒的放大版堡垒，进攻部队多少有些底气。
中国军队以二号堡垒为依托，将四门一百七十毫米重迫击炮运到了山顶，结合六门一百二十毫米臼炮对谷地进行了炮击，帮助进攻部队扫平俄军昨天晚上构筑的铁丝网和机枪阵地。同时后方的三百零五毫米超级重炮对五号、一号和六号堡垒进行炮击，尚未完工的一号和六号堡垒在重炮炮弹的轰击下变成一堆瓦砾，而五号堡垒遭受的炮弹最多，已经停止了火炮射击。
二号堡垒和五号堡垒之间是一个平缓的谷地，康特拉琴科师虽然取消了进攻二号堡垒，但是全部被集中参加五号堡垒的防守任务，他们在五号堡垒的山坡上构筑野战工事，但是时间有限并没有完全完成。在天亮后中国军队交接阵地后，重炮首先开火，而已经运动上来的三十个炮兵连则对康特拉琴科师构筑的各种简易野战工事射击。
在工事并不完善，而又失去己方炮火的掩护，康特拉琴科师在炮击中遭受了严重的损失，刚刚修复的阵地又被破坏，而有一个连的士兵居然被炮击炸的只剩下十八个人。跟上来的中国军队以战斗工兵开路，将铁丝网彻底破坏，并且用迫击炮或是爆破筒强行爆破敌人机枪火力点。
康特拉琴科师昨天晚上在进攻二号堡垒的时候折腾了一个晚上，而师长康特拉琴科师野蛮粗鲁的指挥让部队减员很大，在面临中国军队全面进攻的情况下，不到两个小时，其构筑的数道防线全部被攻破。从昨天下午开始参战到现在不过二十个小时，等中国军队打到五号堡垒胸墙外围时，这个远东俄国第一精锐师被彻底打垮。除了少部分有六七百人进入五号堡垒继续抵抗，还有一部分溃散的士兵之外，中国陆军俘虏了将近三千五百人，其余一万多人绝大多数都在这二十个小时的战斗中被消耗掉了，五号堡垒的山坡上到处都是俄国官兵的死尸。
超级重炮部队就像一柄榔头一样，从一开始到现在，二十余门重炮轮番上阵来敲打五号堡垒这个海参崴要塞最后一颗钉子，每一分钟至少会有一枚重炮炮弹落到五号堡垒的脑袋上，在接到前锋部队接近山顶的时候才停止射击。等攻击部队到达五号堡垒胸墙外的时候，这个核心堡垒已经被重炮破坏的不成样子，俄军士兵基本上是在一片瓦砾之上隔着护垒壕对中国士兵射击，连机枪火力点都很少。五号堡垒作为海参崴要塞群最强悍的堡垒，并非是俄军经营不利偷工减料，整个堡垒顶部用混凝土浇筑近一米的厚度，还有钢板防护，设计之初便是以顶住二百八十毫米重炮的攻击为标准的，不过俄国人没有想到中国陆军的重炮部队居然用二十八门三百零五毫米重炮连续轰炸了两个小时，即便再坚固的堡垒也会被这么猛烈的炮火给轰塌。
攻击部队虽然带着足够的石油和木料上来，但五号堡垒现在这个样子显然再用火攻已经纯属浪费时间，在调集十余门不同口径的迫击炮，在迫击炮的掩护下，攻击部队直接用木料和沙袋填平了一段护垒壕，手持霰弹枪的士兵顶着俄国士兵的射击跨过护垒壕，用手榴弹和霰弹枪开路，冲进这片瓦砾和对方展开近战。