南门外激战正酣的时候，平壤西门的战斗才刚刚打响。
负责平壤西线进攻的，是野津道贯率领的第五师团，全军共计5400余人。早在八月十三，第五师团前卫即抵达大同江下游的十二浦，从此处开始渡江。
十二浦附近江面宽阔，宽约1500公尺，水流湍急，日军依靠渡船渡江，往返一次需数小时，每次所渡人数十分有限。可叹清军一味苦守平壤，没有沿江设防的计划，如果在第五师团渡江过程中半渡而击，必能事半功倍。
直到八月十五当天，第五师团才全部渡江完毕。在渡江过程中，第五师团截获了驶往平壤的一艘商船，师团参谋福岛安正从船上搜出一封密信，这封信是清军大孤山守将致书盛字练军统领丰升阿的，信上名言，铭军统领刘盛休不日即将率领铭字军来援平壤。于是，福岛安正一边急报日军联合舰队司令官伊东祐亨众将进行截击，一边向第五师团师团长野津道贯报告，野津道贯考虑到延误日期将给战局带来不利，于是不等后面的运输部队，轻装急进，兵发平壤。
纵然如此，等第五师团到达预定阵地山川洞，也已经是八月十七上午八点，比开战时间整整晚了四个小时。
野津道贯到达山川洞后，南门战场和北门战场已经酣战多时，于是野津道贯随即命令向平壤中部的西北城墙发动攻击。在此处防御的，是左宝贵的盛军以及叶志超的芦榆防军，左宝贵的盛军战斗意志顽强，死战不退，芦榆防军也不甘一败再败，两军奋勇抵抗，始终不落下风。
战至上午十时，野津道贯见战事不利，遂命令部下暂时停止进攻，准备稍作休整后再作打算。就在此时，清军骑兵队突然从城中杀出，向日军发动冲锋。日军正苦于清军固守坚城，无从下手，一见清军放弃堡垒之利，弃城而出，顿时大喜，一时间日军炮兵和步兵同时开火，清军伤亡甚重。稍倾，清军骑兵再次出击，牺牲仍然很大，没有达到战术目的。清军两次冲锋，有二百七十三匹战马被击毙，一百三十名骑兵阵亡。
清军见出战不利，于是坚守城墙堡垒，不再主动出击。此时的野津道贯，不知道其他战场的具体情况，收到的报告都说：“敌兵善战，平壤防守甚固”。
于是野津道贯召开军事会议，在会议上愤然表决心：“我今率兵于千里之外与敌作战，蕞尔此城，竞不能陷之，有何面目归谒我天皇陛下?我意巳决，明日之。明日之战，举全军以进逼城下，冒敌弹，攀胸墙。胜败在此一举!我军幸得陷城，我愿足矣;如若不幸败绩，平壤城下即我葬身之处!”
于是，平壤西战场暂时休战。
西战场虽然暂时休战，北战场烽烟再起。
元山支队的指挥部已经被石云开指挥炮兵完全摧毁，日军一直过了两个多小时才这重新确定了指挥序列，由朔宁支队指挥官立见尚文统一指挥，继续发动对玄武门的进攻。
立见尚文充分吸取经验教训，将江自康率领仁字军防守的箕子陵弃之而不顾，同时将炮兵阵地分散设置，统一指挥以配合步兵进攻。又把朔宁支队和元山支队分为三个部分，朔宁支队攻击清军外线堡垒的东垒和中垒，元山支队攻击清军外线堡垒的西垒。
日军初遭重创，当时陷入混乱，但宣武门清军并未趁胜追击，致使日军重整旗鼓。立见尚文在作战前动员时，宣读了日军第一军司令山县有朋日前在汉城的训话，言说：“万一战局极端困难，也绝不为敌人所生擒，宁可清白一死，以示日本男儿之气节，保全日本男儿之名誉。”
这话虽然有示敌以弱的嫌疑，但是此时说来，对于鼓舞士气很有激励作用。一时间朔宁支队和元山支队众将官纷纷表态，不破平壤，以身死之。
战时重启，情况顿时危急。
朔宁支队先是试图中央突破，炮兵直冲清军外线堡垒之中垒，但中垒清军拼死抵抗，石云开也指挥炮兵发动炮袭，最终日军被迫撤退。立见尚文见进展不利，将朔宁支队分为三部分，一部进攻东垒，一部进攻中垒，一部从中间穿插，试图切断清军东垒和中垒的联系，各个击破。
然防守东垒的中垒的部队均是左宝贵麾下的奉军将士，左宝贵平日待诸军甚厚，虽然说不上爱兵如子，却也是待之如兄弟。奉军上下感念左宝贵仁义，愿意为之效死，因此死战不退。日军苦战不下，死伤惨重，进退两难。
立见尚文见进展不利，遂改变战术，以一部日军牵制中垒，又集中炮兵轰击东垒，企图击破一点，继而形成突破，冲垮清军战线。
东垒清军虽奋勇抵抗，但苦于日军榴霰弹轰击，战至上午十一点，东垒终为日军所破。
榴霰弹，弹壁薄，内装火药及小钢珠或钢箭、钢珠等。弹头装有定时引信，能在预定目标上空爆炸或者击中目标后爆炸，可以对敌方有生力量进行较大的杀伤。
这种炮弹清军中也有装备，75毫米克虏伯行营炮配备的子母弹、群子弹都属于这类炮弹，石云开就曾命令牡丹台炮兵使用子母弹对元山支队指挥部造成覆灭式打击。
当然，同样一种炮弹，清军能用来打击日军，日军也能用来攻击清军。
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清军的堡垒，都是四周筑有坚壁，顶部却没有防护。而榴霰弹如果使用延时引信，恰好是凌空爆炸，只要处于杀伤半径内均无处躲藏，