零时30分，日军左翼队率先出发。29日凌晨2时，右翼队也穿过前哨线，沿大道前进。鉴于所经过的区域地形险恶，武田秀山将右翼队分成多组梯队依次前进。走在最前面的是山田四郎率领的1个小队，其后是松崎直臣率领的1个中队（缺山田小队），再后面是武田秀山亲自率领的3个中队主力，其后是1个工兵中队，最后是卫生队。[18]其中，松崎中队是右翼队的前卫，山田小队又是该中队的前哨。此为战斗行军的正常形态，可避免大部队猝遭伏击。
山田小队前进约两公里后，先遇到了一条河深过膝的小河，渡河后行进两公里，就遇到了安城河。此时桥梁已被破坏，“水深及人肩。河底是V形，泥深，涉行困难。过河后，稍前行，右转弯，有沼泽……道路被切断，水深没肩”。[19]足见战场地况之恶劣。
暗夜中，山田小队和松崎中队相继迷路，在水田地里乱撞，山田小队更误入佳龙里村，却不知道村中驻有武备学生周宪章、于光炘率领的数十名清军。[20]
凌晨3时零8分，清军突然开火。山田小队立即陷入极其被动的状态，据日军记载，当时“弹丸如雨，因道路狭隘，我队皆为一列，不利战斗，乃入沼泽的塘下，散开伏卧”。[21]后续日军匆忙增援，又因为道路不熟而一度陷入混乱。陆军中尉时山袭造及其率领的28名日军急于参加战斗，误入沼泽，全部溺毙。松崎直臣挥刀指挥冲锋，又身中多弹毙命。[22]直到武田秀山率领的主力抵达，战况才发生逆转。双方前后枪战30余分钟，以清军的撤离告终。[23]
日军经此伏击，不仅付出相当伤亡，整个右翼队秩序大乱，以至于武田秀山只好下令暂停前进，等到天亮后重整了部队，才得以在5时继续前进。
就在日军右翼队遭到伏击的时刻，大岛义昌率领的左翼队已经迂回到清军右翼，在月峰山对面一座更高的山上，设置了观察哨和炮兵阵地。在没有无线电的时代，大岛并不清楚右翼队的实况，而只能判断是武田已经对清军在牛歇里的阵地发起了牵制性攻击。当右翼队方向的枪声停止后，大岛便开始加速准备发起总攻。他哪里知道，之前的枪声是右翼队遭到了伏击，而牛歇里一带的清军尚未接敌。(www.xing528.com)
凌晨5时，也就是日军右翼队刚刚得以重新前进的时刻，大岛义昌发起了总攻。此时清军的主力仍在原地。
虽然清军主力未动，但日军左翼队的攻势仍进展顺利。日军集中八门山炮轰击清军最外沿的一座壁垒，步兵则在炮兵掩护下接近，抵达壁垒边缘时便在冲锋号的指引下发起白刃突击，利用清军六连发步枪换装子弹的间隙一举冲入阵地。清军则在日军接近前撤离阵地，似有意避免肉搏战。夺取阵地后，日军炮兵即集中火力于下一壁垒，步兵迅速跟进，以相同方法夺取新阵地。
日军右翼队在听到东方传来的枪炮声后，立即加紧前进，但当其与牛歇里一带的清军接触时，对清军来说，战局已经由右翼的战斗决定了。
在发现两路日军展开合围之势后，聂士成即指挥全军撤离成欢，向天安方向转移。至7时30分，日军终于控制了全部六个壁垒，占领了成欢驿。[24]
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