军前锋一路冲杀到鹿儿岛城下时，吴军将士还是绝大部分已经回营归队，进入了城下町的防御工事准备作战。同时鹿儿岛城也是城门紧闭，上下戒严，没能乘胜追击的山县有朋无奈，也只好是让军队抢占有地形立阵，等待主力前来发起进攻。
上午九点过后，日军主力顺利进入阵地，迅速布置火炮对着吴军阵地开炮，吴军马上还以颜色，用仅有的三门后装膛线炮配合老式火炮还击，与日军远距离对轰，但因为火炮数量有不小差距的缘故，吴军的炮火明显不如日军猛烈，无法达到压制敌人炮火的效果。日军乘机投入步兵，从三个方向猛攻吴军的城下町工事。
战事因此迅速进入了白热化，高喊着板载的日军步兵以五人为一队，以类似散兵线的进攻战术反复冲击吴军阵地，兵力处于绝对劣势的吴军将士则凭借工事死守，以火枪、劈山炮和少量手雷抵御日军进攻。战场上枪声连绵，有如爆豆，间杂大炮轰鸣和日军特有的板载口号，又不时有双方士兵中弹倒下，发出凄厉的惨呼求救声音，激烈异常。
因为工事挡道，日军的兵力优势还一时发挥不出来，不过没关系，时间十分充足，岛津久光和桂小五郎等萨长联军的指挥官也不着急，还都颇有雅兴的互相邀请着在战场上品起了茶。