系被完全切断。 日军为进攻釜山，必须确保第三军后方的安全，使它不致遭到集结于江原道以南地区俄军的打击。因此，十一月下半月，第1、第2、第43个军开始向江原道方向移动，企图牵制俄军于该地。 十一月二十六日起，日军恢复了南朝鲜半岛上的军事行动。但占领了鹰峰山等制高点以后，又转入防御，等待增援。几日后，日第三军恢复对釜山的攻势。 此时，防守釜山外围各隘口的俄军第四十四、第七两个师，兵力约一点六万人，火炮七十门，另有战舰支援。但在斯捷塞尔指挥下，节节败退。十一月月三十日，俄军放弃釜山外围最后一道天然屏障——洛东江，福克师在该处一共只坚守了半天。当日，俄军开始撤进釜山要塞。甚至连日本人也没有估计到俄军退却如此之快。
从战争爆发到十一月月底近四十天中，釜山要塞的防御有所加强。守军增到四万人，炮六百四十六门，机枪七十二挺。海军有战舰三十八艘。但物资储备不足以应付长期围困。例如炮弹，平均每门炮只有四百发。防御工事不坚固，伪装不严密。特别是指挥无能。负责釜山防务的斯捷塞尔是个常败将军，他从洛东江失守开始，就主张放弃釜山外围一切要地，退入要塞，等待增援。甚至库罗帕特金也感到此人不宜继续担任指挥，曾命令他将指挥权交给斯米尔诺夫将军。但斯捷塞尔对斯米尔诺夫隐瞒了电报，以致后者直到战争结束以后才知道对自己的“任命”。舰队司令威特赫夫特也强调敌强己弱，拒绝出海，始终龟缩在港内。
包围釜山的日军兵力达六万人，火炮四百门，机枪一百三十三挺。同时，日方以舰队封锁了港口。
十二月七日，日军发动进攻。首次攻占要塞外围前沿制高点。日军以十二个个营对俄军三个营。双方为争夺这个战术要点激战了四天。最后高地落入日军之手。十二月月十日，俄国舰队奉阿列克塞耶夫之命，试图突破封锁，开往海参崴。但由于威特赫夫特准备不周，指挥失当，与日舰队遭遇，当场战死，其余舰只被迫缩回基地;部分舰只逃到中立国港口，被解除武装。十二月月十二日日，俄海参崴分舰队在釜山海战中被日军上村彦之丞的第二舰队摧毁，十二月十九日，日军对要塞发动首次强攻，第三军军长乃木希典，天才一般地发明了猪突战术，让士兵背着引燃了的炸药包，冲击釜山要塞。不分昼夜突击，双方激战到二十四日。尽管日军夺占了一些前沿工事，但伤亡约两万人，士气低落，自伤者大有其人。俄军也伤亡三千余人。至此，日军放弃了迅速攻占釜山的打算，改取长围
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