海军联合舰队已在马关炮台外待命，得到陆战队的信号后，联合舰队向马关炮台开进，使用舰炮轰炸炮台，为陆战队进攻提供火力准备。

自古近海战斗，战舰一定敌不过炮台。因为炮台建在陆地上，不用考虑后座力，火炮射向相对固定，相比舰炮有着诸多优势。

但长州藩的炮台实在太过落后，不仅敌不过五国联军，就连近邻萨摩藩都不如。

萨摩藩长崎港长期对外开放通商，藩内盛行“兰学”。鹿儿岛炮台修筑得有模有样，火炮亦多仿制西洋铁炮。在鹿儿岛海战中，萨摩炮兵尚能重创一艘、轻创两艘英舰。

在马关海战中，长州藩炮台实在不是五国联军的对手，在五国舰炮的轰击下毫无还手之力。

此时此景，不禁让联军司令许朝阳想起了满清的炮台。长州藩马关炮台就像满清在东南沿海的炮台一样，虚有其表，不堪一击。不同的是，长州藩武士远比清军悍勇，面对舰炮猛轰而不溃败。

十一时，炮火准备结束。中法两国陆战队也做好了攻击准备。

看到“广州”号铁甲舰上升起的龙旗，陆战队司令陈清泉下令发起攻击。中法联军兵分两路，法军从西部，革命军从北部，向炮台发起猛攻。

马关炮台有一百多个炮位，已经倾颓大半。炮手们死伤惨重，却依然隐藏在残存的炮台堡垒上，试图负隅顽抗。萨摩藩的炮台已经采用了西方棱堡式结构，马关炮台则更为传统，防护能力更弱。

陆战队员渐渐逼近炮台。武士们躲在暗堡内，向陆战队员开冷枪，冲在前面的陆战队员纷纷挂彩。

好在日本武士人数不多，火枪射速又慢。陆战队员攻入炮台后，随即展开了激烈的白刃战。长州藩武士尚武成风，自小修习剑道。

纷繁复杂的日本剑术，根本不是线膛式步枪的对手。革命军同样重视刺杀战术，从广西俍兵刀法中总结提炼了简单的刺、挑、突等几个动作。两个军人互相配合，攻守兼备，在白刃战中非常占优势。

长州藩武士原本以为革命军只会依赖枪炮，却没想到陆战队在白刃战中同样表现出色。

陆战队员越战越勇。他们对日本的武士刀很感兴趣，人人都想收获一件武士刀做战利品。陈清泉为鼓舞士气，特意放宽俘虏政策，允许部下缴获武士刀后不必上缴。

到下午一时，马关炮台的守军大部被歼，少部分逃窜。守军指挥官则躲入了春帆楼，被中国陆战队包围。

春帆楼位于马关炮台北侧的高地上，可以俯瞰马关海峡，自古就是有名的风景。（历史上的中日《马关条约》，亦在春帆楼上谈判，在春帆楼上签署。）

日军指挥官负隅顽抗，拒不投降，还从春帆楼上开枪，辱骂五国联军。陈清泉下令开炮，使用燃烧弹将春帆楼付之一炬。