兩日後，第一批增援的人馬到達，是正藍旗和鑲藍旗的部分人馬，共三千餘人，皇太極的大軍也從金州開拔，直往南關而來，他並沒有任何猶豫，擺出了一副直攻旅順的姿態，即使他沒有獲得任何關於旅順防禦的可靠情報。
兩藍旗援軍由莽古爾泰帶領，他曾經攻克旅順殺死張盤，對於這個地方並不陌生。此時嶽託正在通道旁邊的山地與登州兵交戰，雙方互有殺傷，而那位巴克山還未回來。
後金援兵出現後，他們兵力佔據了絕對優勢，朱國斌放棄了第一道防線，同樣在木場驛點了一把火，然後在第二道防線依託河流與後金兵對峙，河流從橫山群峰中流出，橫穿三里多的平野，向西注入遼海，登州軍燒燬河上的橋樑，穩守兩個渡口。
後金兵用盾車掩護，推進到岸邊，與登州軍對射，雙方的弓箭和火槍都沒有什麼殺傷力，龍騎兵的兩門四磅炮卻大佔優勢，連續擊退後金數次進攻。莽古爾泰等人用重兵牽制河防，派出部分步甲往上游移動，試圖從橫山中渡河，這些獵人展現了不俗的山地作戰能力，但登州鎮同樣派出了靈活的分遣隊，跟著這些步甲一起往上游移動，阻止他們渡河的企圖。
雙方的前哨戰並不激烈，死傷都不多，但朱國斌利用幾處有利地形和預設陣地，以兩千多人馬成功阻擋後金八千人馬數日，消磨了他們的銳氣，也成功阻止他們對旅順的偵查。後金兵直到此時仍然不瞭解旅順的具體防線情況。
兩藍旗第二批增援人馬到達後，朱國斌在渡口布下地雷炮。帶著兩千多騎兵撤退，這次直接退往了旅順。
後金兵迅速渡河追擊。登州鎮同樣是騎兵，機動力不遜於他們，後金兵在渡河後又遭遇了地雷炮，這種看不這的威脅已經給後金兵造成精神陰影，只要地形平坦，他們寧願離開官道行軍，連哨騎追擊的時候往往也不敢放馬疾奔，騎手精神高度緊張，隨時在觀察前方的道路。看那些路面上有沒有顏色不同的部分。
莽古爾泰牛脾氣爆發，驅趕著人馬趕路，跟在登州騎兵後面，終於在七月二十三日抵達旅順北面。沒想到朱國斌回頭一個反擊，莽古爾泰孤軍急進，損失了數十人，退了五里遇到德格類的援軍，這才穩住陣腳。登州騎兵交替掩護，消失在北山之後。莽古爾泰不敢繼續追。他未等紮營便登上北山，急於看看旅順的模樣。
曾來過旅順的莽古爾泰立於北山，眼前的景象幾乎讓他認不出來，原來的旅順北城幾乎消失。那些石料全部被搬走，旅順城外的平野上，無數溝渠縱橫。最外圍是彎彎拐拐的數道攔馬溝，只有半人高。周圍沒有壘土，然後是一道大約寬一丈的深壕。挖出的土在背後堆成為土牆，土牆高一丈，是鋸齒一樣的形狀，每隔百步左右還有一個堠臺，高度超過土牆不少。
那道土牆上插著許多旗幟，土壘頂部還有一道夯土的胸牆，隱約能看到有旗幟飄動，隔一段就有一個與地面齊平的缺口，缺口兩側用一人半高的竹筐裝滿土，中間擺著大大小小的火炮，只有炮口位置空著。第一道大型土牆和深壕之間，還有一層胸牆，不知是何用處。
深壕外面是寬達數十步的攔馬溝，攔馬溝外百步則是密集的小坑洞，就如同復州娘娘宮的一樣，用來阻止盾車快速靠近。
這樣的大型土牆有兩道，兩道之間看得到模糊的帳篷，具體的部署卻看不清楚，幾條通道從土牆正面延伸出來，走著之字行穿過哪些深深淺淺的壕溝坑洞，唯一能快速透過的，是兩翼的兩條路，這兩條路順著陣線斜指向兩翼外側，雖然是直的，但是會受到整面土牆的射擊，同樣無法用於進攻。
第二道土牆之後是旅順的城池，規模已經比原來大了很多，南城的西面多出一個外城，所有牆面都增加了方形的馬面。南城之後的還有一個城堡，城周約一里多，已經貼近海邊，在原來的港口位置。