西南方的第十六师首先撕开湘军防线。随即后续部队依次跟上，向阵地两侧攻去。湘军终于坚持不住，向山腰第二道防线溃逃。
夏军尾随溃兵追击。戴国泰见势不对，直接命令第二道防线的士兵向溃兵开火，阻止溃兵冲击防线，拦阻夏军的攻击。夏军见难以继续攻击，便把部队撤到第一道防线的战壕里。
戴国泰清点损失，就这么一下，夏军打的加上自己射杀的，竟然损失了2千人。更为麻烦的是，夏军三面合围，一面是长江，整个湘军被困死在马当山上。
由于第一道防线是修在山麓上，进入了火炮的死角范围，火炮也失去作用。枪不够对方快，又没有援军，这仗可就难打了。
而江中小孤山的战斗也进入白热化阶段，夏军长江水师在4公里处和炮台展开炮战。福州舰是移动平台，瞄准全靠估算，加上全是新手，就算火炮再好也没卵用。能打中的基本都是瞎猫碰到死老鼠，全凭运气。
湘军也没好到哪里去。瞄准也异常困难，对方处于移动当中，需要随时挪动炮位，调整炮口高低。再加上红衣大炮是前装滑膛炮，射击误差大，而且射速极慢，全部的实心弹。所以，就算马当山、小孤山两座炮台50门红衣大炮和福州舰10门火炮对阵，依然处于下风。
经过3小时的炮战，小孤岛炮台20门红衣大炮被福州舰前后击毁了10门，随即崩溃。福州舰仅有一门副炮被击伤，暂时无法使用。
随后，福州舰撤回东流休整和补充燃料和弹药。
次日再战，找到方法的第五军，进攻时一个卒的兵力进行火力压制，另一个卒进攻。夏军快速连续的火力输出令湘军在战壕里抬不起头，进攻的夏军官兵则迅速匍匐前进，接近战壕后使用手榴弹进行攻击，整个湘军防线顿时摇摇欲坠。
昨天已经被打得没多少士气的湘军，在巨大的伤亡下再次濒临崩溃，部分士卒开始逃跑。戴国泰立即调卫队充当执法队进行弹压，才勉强稳住局面。
不过，在第五军强大的攻击下，湘军不久再度崩溃。在第十六师攻击的西南方向，湘军大量的逃兵把执法队冲垮，没命地向山上跑。防线失守，终于引发湘军全线崩溃。
林小虎见状，立即命令部队全线冲锋。来不及后撤的湘军纷纷放弃抵抗，弃械投降。
戴国泰趁夏军将士冲锋抓俘虏时，率领2千精锐亲卫，朝兵力薄弱的东南方猛冲。撕开第五师右营的阵线，向山下突围，和后续跟上的第五师左营迎头撞上。
夏军强大的火力致使湘军无法突破左营的阻拦，戴国泰也在混战中中弹身亡。突围无望的湘军无奈，最后全军投降，第五军攻占马当山。
攻占马当山炮台后，长江水师迅速调集船只清理河道。由于时间紧迫，绝大部分戳沉江底的船只船体仍然完整牢固，可以通过使用钢丝绳吊起拖走，让清理工作进展迅速，仅用10天时间，就清通航道。
第五军则返回香口登船，相继攻占了彭泽、湖口。
曾国藩见状，知道大事不妙，正面硬扛夏军水师毫无胜算。于是，带领彭玉麟的湘军水师主力撤往武昌。
陆顺德接到的命令是肃清武昌府以下长江流域的湘军水师。获悉湘军水师撤退的消息，立即率领长江水师追击。
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