Het gevecht begon op 24 juli 1904 om 05.30 uur met een lang artillerieduel. Toen de temperatuur boven de 34 ° C steeg, begonnen de Russen te lijden onder de gevolgen van de hitte, waarbij velen bezweken door een zonnesteek als gevolg van hun dikke winteruniformen. Een nerveuze Stakelberg vroeg Zarubaiev herhaaldelijk of hij zich terugtrok; Zarubaiev vertelde echter dat hij er de voorkeur aan gaf zich terug te trekken onder dekking van de duisternis en niet midden in een artillerievuur. De Japanse infanterie begon tegen het middaguur met het onderzoeken van aanvallen.
Om 15.30 uur hadden de Japanners echter zware verliezen geleden als gevolg van onverwacht krachtig Russisch artillerievuur, en waren ze er alleen in geslaagd de Russen uit enkele verschanste voorwaartse posities te verdrijven. Hoewel ze in de minderheid waren, hadden de Russische kanonnen een groter bereik en een hogere vuursnelheid. Beide partijen zetten hun reserves om 16.00 uur in, terwijl de strijd doorging tot 19.30 uur. Tegen het einde van de dag hadden de Japanners nog maar één regiment in reserve, terwijl de Russen nog zes bataljons hadden. Het mislukken van het Japanse offensief tegenover de superieure Russische artillerie versterkte het moreel van de verdedigers. Maar zelfs toen de Japanners zich voorbereidden om hun offensief de volgende dag te hervatten, bereidden de Russen zich voor om zich terug te trekken.
Na het vallen van de avond op 24 juli uitte luitenant-generaal Ueda Arisawa, de commandant van de Japanse 5e Divisie, zijn schaamte over de prestaties van zijn divisie en vroeg hij generaal Oku om toestemming om een nachtelijke aanval uit te voeren. Er werd toestemming verleend en nadat de maan om 22.00 uur voor voldoende licht zorgde, trok de 5e Divisie naar de Russische linkerflank en overrompelde snel de Russische tweede en derde verdedigingslinies. Om 03.00 uur voerde de Japanse 3e Divisie ook een nachtelijke aanval uit en veroverde al snel belangrijke heuvels die de vorige dag het belangrijkste punt van de Russische verdedigingslinie hadden gevormd. De Japanse artillerie opende het vuur om 06.40 uur, maar het artillerievuur werd niet beantwoord. De Japanse Zesde Divisie begon vooruit te komen, gevolgd door de Japanse Vierde Divisie om 08.00 uur. Om 13.00 uur hadden de Japanners de resterende Russische posities bezet en was de stad Tashihchiao in Japanse handen. Stakelberg had besloten zich onmiddellijk terug te trekken zodra de eerste Japanse nachtaanval was begonnen, en hij voerde opnieuw een briljante terugtocht onder vuur uit.