В начале ноября японская пехота заняла ведущие огонь вдоль линии фронта батареи и капониры форта N2, оттеснив оборонявшихся в глубь построек. Целью штурма, как и прежде, были главные фортификационные укрепления восточного фронта: узел обороны N 3, форты N3 и N2, бастион Куропаткина и батарея “Б”. Для удара по этим объектам были предназначены 1-я, 9-я и 11-я пехотные дивизии, а также полк резервной бригады, поддерживаемые дивизионной артиллерией; почти все они в полном составе были сконцентрированы в районе деревни Шуйшиин. В штурме должны были участвовать 50 000 человек. Силы атакующих превышали силы оборонявшихся почти в три раза, так как перед пятым штурмом на позициях русских находились 14500 штыков, из них на укреплениях восточного фронта 5000 штыков, в резерве фронта были 500 солдат и отдельная морская рота, в резерве крепости 1500 солдат из вспомогательных подразделений, “канцелярских” рот и инженерных войск.
12 ноября начался 4-й штурм крепости. В полдень начался штурм оставшейся части форта N2, к концу дня, несмотря на, сопротивление русских, форт был полностью взят, при отступлении русские взорвали ряд мин, превратив форт в развалины. Отступавшие войска закрепились на части китайской стенки. Яростные бои разгорелись и на батарее “Б”, атакованной ротами 22-й бригады 11-й пехотной дивизии. Сначала солдаты взяли с марша внешние окопы батареи, но из-за огня со стороны узла обороны N3 и Китайской стенки, а также из-за ожесточенного сопротивления гарнизона были вынуждены отступить. Во время повторной атаки японцам удалось ворваться на батарею, где начался рукопашный бой. Когда ситуация стала критической, уведомленный об этом Кондратенко в 15 часов направил в район батареи из резерва фронта стрелковую роту, которая гранатами отрезала нападавших от подмоги, а затем уничтожила их в штыковом бою. При этом обе стороны понесли значительные потери, а 22-я японская пехотная бригада была вынуждена прервать наступление и вернуться на исходные позиции. Так как основные силы 11-й пехотной дивизии были задействованы для атаки на форт 2 и батарею “Б”, не удалась и атака на бастион Куропаткина. Штурмовые колонны 9-й пехотной дивизии атаковали в 12 часов дня и форт 3. попытка была отбита, как и вторая атака в 14 часов, в помощь защитника была прислана рота из резерва. Во главе атакующих в 14 часов со знаменем в руках встал сам генерал Цутия. Сам Цутия был тяжело ранен (его заменил командир 10-й пехотной бригады генерал Яманака). Часть штурмующих, пыталась взять батарею Заредутную и Большое Орлиное Гнездо.
Бои прекратились к вечеру, около 17 часов, не принеся 9-й пехотной дивизии ощутимого успеха. Потери защитников форта были велики, и им в помощь Кондратенко отправил еще одну роту из резерва, в резерве оставалось 3 роты. Командир 9-й японской пехотной дивизии в 22.00 отдал приказ о новом штурме, при этом обе колонны были усилены ротами 26-го полка 7-й пехотной дивизии. Правая колонна, отошедшая от форта 3, должна была нанести удар по полукапониру 3, а левая, выйдя ей навстречу, — по Заредутной батарее. Однако и эта атака принесла, нападавшим, только потери. Штурмовые колонны были вынуждены отойти на исходные позиции. Безуспешным было и наступление 1-й японской пехотной дивизии на узел обороны N 3. Первая атака, начавшаяся в 12 часов из занятых ранее внешних окопов, позволила нападавшим ворваться на внутренние земляные валы, однако они были выбиты оттуда гранатами и винтовочным огнем из соседних шанцев. Хотя колонна и была усилена резервными ротами, из-за значительных потерь она уже не смогла захватить земляные валы. Новая атака, начавшаяся в 16.30, принесла японцам кратковременный успех. Некоторые из них через земляные валы прорвались во двор форта, но уже через полчаса были уничтожены. Остатки колонны, в которой погибли все офицеры, и которая подверглась массированному обстрелу из винтовок и станковых пулеметов из форта 3 и с Китайской стенки, отошли вечером на исходные позиции. Командир 1-й пехотной дивизии мог рассчитывать теперь только на отдельную штурмовую колонну, поэтому он приказал ей ночью нанести удар по расположенной правее узла обороны N 3 Курганной батарее. В 21 час отряд Накамуры начал штурм батареи Курганной, русские, не имея подкреплений, отступили, Кондратенко посылает 3 последних роты из резерва для штурма Курганной, в темноте русские смогли незаметно приблизится к батарее и выбить оттуда японцев. сам Накамура был тяжело ранен. Этой ночной атакой завершился первый этап четвертого штурма крепости. За один день штурма японцы потеряли 4500 человек убитыми и ранеными русские потери составили 1500 человек.
На следующий день генерал Ноги направил на штурм Высокой четыре полка 1-й пехотной дивизии, которые были усилены 38-м пехотным резервным полком 4-й резервной пехотной бригады и двумя батальонами резервной бригады (в сумме приблизительно 14 000 солдат). Таким образом, атакующие имели пятикратное превосходство. 14 ноября в 9 часов началась артиллерийская подготовка к штурму. Высокую и Плоскую обстреливали 4 11” мортиры, 3 батареи полевых гаубиц калибра 120 мм, 3 батареи тяжелых 6” мортир и вся полевая артиллерия 1-й японской пехотной дивизии. Однако этот штурм не застал Кондратенко врасплох, так как еще раньше наблюдательные пункты сообщили о передвижении войск японцев в районе Голубиной бухты. Кондратенко послал на западный фронт резервные роты, около 300 штыков, состоявших из выздоравливавших раненых, канцеляристов, возниц. Штурмовые колонны 1-й японской пехотной дивизии одновременно двинулись к обеим горам в 17 часов, выйдя из параллели, атакующие оказались на открытых склонах гор, под огнем оборонявшихся и под боковым обстрелом. Ценой больших потерь некоторым японским ротам удалось преодолеть полосу заграждений и ворваться в нижнюю полосу окопов, но они вскоре были выбиты оттуда. Вечером русские солдаты провели ряд контратак, отбросив около полуночи нападавших на исходные позиции. Ночью были ликвидированы повреждения, пополнены запасы боеприпасов, усилены гарнизоны обеих гор.