日军进攻大连湾的总指挥山地元治，把大连湾作为第二个目标，他早已通过间谍摸清楚了大连湾的部署情况。
大连湾位于辽东半岛的最南端。东南面临海湾，三山岛屏障于前。海湾的中央有两个半岛延伸湾中，港湾近岸处，水深波平，适宜船只停靠。
海湾左曰和尚岛，筑东、中、西海岸炮台三座，右曰老龙岛，筑有老龙头、黄海海岸炮台两座，大连湾的后路则筑有徐家山陆路炮台一座。炮台雄伟坚固，地势险要，还有分散各处的营炮。共有大炮一百二十多门。都是从德国克虏伯兵工厂购买，是当时世界最先进的能上下左右自由旋转的大炮。驻守清军约三千多人，储备充足，凭险据守，坚不可摧。
《东方兵事纪略》写道：我海疆炮台，大连湾式最新，创建于戊子，竣工于癸巳，以屏蔽南关岭为旅顺后路锁钥。
山地元治把大连湾当作难啃的骨头。他为了夺取大连湾，选了一千多名敢死队员，准备速战速决，打不下就撤。
拂晓，山地元治指挥兵分三路向大连湾进犯。
第一路包括步兵第三联队，骑兵一小队，炮兵两中队组成右路支队。由第二旅团长西宽二郎少将指挥。沿旅顺大道前进，目的是切断旅顺来援的清军之路。称为旅顺大道支队
第二路部队包括步兵第十五联队，骑兵一小队及工兵一中队，组成中央支队。由步兵第十五联队长河野通好大佐指挥。攻击老龙头炮台和黄山炮台，称为老龙头炮台攻击支队。
第三路部队包括步兵第一联队，骑兵一小队，及工兵一中队组成。由第一旅团长乃木西典少将指挥，攻击和尚岛炮台，称为和尚岛炮台攻击支队。
其余的日军部队为预备队，在金州驻扎待命。
奉命从海上赶来大连湾助战的日本联合舰队，把大连湾作为难以攻破的堡垒，舰队司令伊东佑亭率领来17艘战舰助战。
大连湾的守将赵怀业自从日军从花园口登陆后，没有任何的备战。一直想着准备逃跑。当金州正在激战时，赵怀业在大连湾码头紧张的忙碌着把自己的家私装船。一群清兵正在往船上搬运行李物品和杂七杂八的东西。赵怀业大声呵斥道：“喂！动作快点，先搬贵重的箱子上船！”
“大人！船舱已经装满了，这些还要吗？”
赵怀业训斥道：“怎么不要，你看不见是檀香木做的吗？快！日本人马上就要打过来了！”
待装完后，赵怀业上船离开了大连湾。丢下所属的5000多军队逃跑了，他的下属在他的带动下，四散奔逃，丢弃了炮台和大量的武器弹药。
雷霆纵队到达大连湾附近后立即派出多路小分队侦察敌情。
由侦察二排长丁大立率领的侦察小分队一行12人，化装成清军前去大连湾侦察。发现有许多从大连湾来的士兵，三三两两慌慌张张的赶路，路上看到一名清军小头目垂头丧气的坐在路边。
排长丁大立到跟前打招呼：“老兄！请问往龙头山怎么走啊？”
清军听了站起来，看着排长，警惕的说：“你们是什么人？”
排长丁大立说：“我们当然是中国人啊！”
“别人都在往外走，你们去那里干什么？”
排长说：“那里有我们的老乡，去找他们！”
清军说：“你们不会是日本人吧？”
排长说：“怎么会呢！你问问这位老乡！”
村民说：“他们不是日本人！”
清军抬眼看了看排长，有些奇怪的说：“你们的老乡是干什么的？”
排长说：“我们有几个老乡在龙头山附近住，日本人要打过来了，我们想喊他们一起走！”
清军听了很生气，说：“你们也是逃跑的啊？”
排长说：“看你怎么说的那么难听啊！当官的先扔下我们逃跑了，我们没有人带领了，各寻出路，怎么是逃跑呢？”
清军说：“那还不叫逃跑啊？”
排长说：“你说，那怎么办啊？”
清军说：“你们有种吗？有种我带你们去龙头山，喊上你们的老乡，去老龙头炮台，开炮打日本鬼子去？敢吗？”
排长说：“这位老兄！我很佩服你有骨气！请问老兄尊姓大名？”
清军说：“我免贵姓韩，名叫平顺！”