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突伸湾中，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3300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1000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礼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，化妆成清军前去大连湾侦
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