Генерал Ноги после получения подкреплений решил начать новый штурм. На этот раз он намеревался прорваться вглубь обороны русских через выдвинутые позиции северного и западного фронтов, которые, как сообщала японская разведка, были слабо защищены. На северном фронте для атаки был выбраны отстоящие от японских параллелей всего на 40-70 м редуты Водопроводный и Кумирненский, их захват давал возможность выйти в тыл основных укреплений восточного фронта. Здесь удар был направлен на горы Длинная и Высокая (203 м над уровнем моря), господствовавшие над Новым городом и внутренними бассейнами порта. Захват этих гор, особенно Высокой, позволил бы корректировать огонь осадных батарей, в частности огонь по стоявшим тут русским кораблям.
Таким образом, второй штурм сводился к ударам по двум удаленным друг от друга на 4-5 км по прямой линии районам обороны; огонь артиллерии был направлен на укрепления восточного фронта. На Водопроводный редут наступала 9-я дивизия японцев, Кумирненский редут и обе горы атаковала 1-я дивизия, усиленная 1-й резервной бригадой. Пехоту поддерживали огнем дивизионная артиллерия, батареи осадной артиллерии и группа морской артиллерии капитана Курой. На правом фланге огонь вели суда 8-го боевого отряда.
На обоих фронтах русские войска были по крайней мере в три раза слабее японских, к тому же они были рассредоточены узким кордоном на спешно возведенных полевых позициях.
Во время одиночного поиска а между Ляотешанем и островами Мяотао в ночь со 2 на 3 сентября “Расторопный” захватил и привел на буксире в Порт-Артур японскую трехмачтовую парусную шхуну “Сумийочи Мару”. На борту судна находилось восемь японцев. Контр-Адмирал Вирен отдал команду на проведение ежедневного траления фарватера силами портовых средств и миноносцев. 3 сентября в море выходили “Гиляк” и миноносцы “Бодрый”, “Безупречный” для обстрела позиций противника. Миноносцы “Скорый” и “Бодрый” ночью произвели очередную постановку мин на путях движения японских блокадных дозоров.
Второй штурм Порт-Артура начался 6 сентября. Японская артиллерия произвела массированный обстрел позиций Восточного и позднее Северного фронтов, главным образом Водопроводного и Кумирненского редутов, по которым сосредоточенный огонь вели 40 осадных и 84 других орудий. В 7 ч. 30 мин. семь батарей капитана второго ранга Курой (2 6”, 8 120 мм и 10 76 мм орудий) начали обстреливать позиции восточного фронта, чтобы отвлечь внимание защитников крепости от направления главного удара. После этого батареи Курой перенесли часть огня на редуты Водопроводный и Кумирненский, вдобавок к бомбардировке русских укреплений присоединились японские осадные батареи и дивизионная полевая артиллерия. Артиллерийский огонь продолжался 6 часов. В районе Водопроводного редута упало до тысячи снарядов, превративших его в груду камней и исковерканных деревянных балок; были разбиты две противоштурмовые пушки и пулемет, прервана телефонная связь, гарнизон понес значительные потери. На их огонь отвечали батареи “Б”, Заредутная, Малого Орлиного Гнезда и форта N 3, а так же несколько мортирных батарей.
Тем временем около трех батальонов японской пехоты с 4 полевыми пушками и 24 пулеметами сосредоточилось в близлежащих оврагах для атаки на редут. Мощный огневой налет не позволил защитникам Водопроводного редута помешать подготовке вражеской атаки на ближайших подступах к нему.