英法美荷四国陆战队在北登陆点登陆失利，实因人心不齐。四国陆战队以英国为首，英国陆战队里又多印度锡克兵。
之前，印度国内爆发了兵变，英国在东亚的主力大部调往印度。英军陆战队里有很多锡克兵，这些人听说家乡有变，对进攻长州藩并不积极。
美国和荷兰陆战队人马本就不多，对日本事务亦不热心。只有法国一心想借机扩大在日影响力，在北登陆点作战勇猛，却受制于人少，难有作为。
长州藩趁四国陆战队立足未稳，在海滩上以逸待劳，与四国陆战队打得难解难分。联军只得向中国方面求救，中国陆战队到援后，方打退长州藩的进攻，四国联军得以顺利登陆。
当晚，中国陆战队三干多人全部在南登陆点登陆、集结，在此设置营地，搬运物资，准备次日进攻马关炮台。营地一旦建成，陆战队将进可攻，退可守，立于不败之地。
长州藩深知其中的利害，试图夜袭南登陆点。凭借铁丝网、自动机枪，陆战队打退了长州藩的进攻。北登陆点同样受到长州藩的袭击，四国联军没有向中国方面求援，守住了登陆阵地。
次日一大早，四国联军公推法国陆战队司令皮埃尔为代表，来到南登陆点求见陈清泉。
经过昨日之役，陈清泉对四国联军的战斗力有了更为清晰的认识，对衣着鲜艳的皮埃尔亦有些轻视。
皮埃尔开门见山，说道：“陈将军，四国公推我为代表，询问今日战事安排。我们是否按计划，合力进攻马关炮台？”
杨烜在革命军内部讲话中，发表过一个很有名的论断，说外国列强都是“纸老虎”，看起来唬人，其实一戳就破。昨日四国联军在北登陆点的表现，无疑印证了这一点。
陈清泉信心满满，说道：“昨晚，联军司令部送来了军报，说昨日的海战十分胜利，要求我们按计划正常进攻炮台。相关情况，我也派人抄送给了你们。目前，情况都在联军掌控之中。我们当然要继续进攻马关炮台了。”
皮埃尔点点头，说道：“昨日长州藩的抵抗颇为顽强，英国锡克兵的士气又相当低落。因此，英美荷三国对作战计划有疑问，主张在登陆点休整一日，肃清残敌，再进攻马关炮台。我们法国主张按计划进攻马关炮台，特来与陈将军商量。”
陈清泉眼前一亮，对皮埃尔多了几分好感。法国与中国一样，支持德川幕府。相比于其他三国，法国对干涉长州藩也更为热心。
陈清泉说道：“作战计划牵一发而动全身，岂能说调整就调整？大军行动，犹如箭在弦上，一旦松弛下来，士气也就松懈了。
“皮埃尔先生，中法两国都支持幕府，两国商船都受到了长州藩的无理炮击。我们立场一致，应当紧密协同，立即进攻马关炮台。英美荷三国不甚积极，战后谈判签约，自然应该由我们两国主导。”
皮埃尔对陈清泉的建议心领神会，决心紧跟中国陆战队，中法联手进攻马关炮台。
吃过早饭，陈清泉在南登陆点留下两百守军，带领主力开往马关炮台。法军亦从北登陆点出发，配合中国军队进攻马关。
上午十时，陆战队沿海岸线抵近马关炮台。长州藩在昨日的战斗中一败涂地，士气大跌，已不敢再主动挑衅联军。
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、轻创两艘英国军舰。
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。.