江南岸、城北牡丹台和玄武门以及城西同时展开。
由大岛义昌率领的第九旅团进攻大同江南岸，凌晨3时，第九旅团渡过水湾桥，直逼船桥里的清军桥头堡。依托防御的清军还击给日军造成了可观的伤亡，不过在武田秀山的带领下，日军奋力进攻，攻下了桥头堡第一垒。
大岛义昌随下令乘胜进攻第二垒，此时天已经亮了，清军装备的德制gew.81虽然是黑.火药步枪，但是5发弹仓提供的连续火力远胜日军装备的村田18式单发步枪。
进攻中的日军被困在清军防线前的开阔地上，完全暴露在清军枪口之下，之后日本方面的记载说：“频频发射的连发枪的子弹掠过树枝头，恰如疾风扫落叶一般”。
在马玉琨和卫汝贵指挥下，清军利用装备优势挡住了日军的进攻，桥头堡始终没有被攻下。至下午2时40分鏖战长达10小时，大岛义昌只能停止进攻，退回水湾桥。
但是日军其他三路的进攻则要顺利得多，也许依托防御的确可以有效的杀伤步枪落后的日军步兵，但是临时修建的工事到底是临时修建的，面对日军拉上来的火炮发射的高爆榴弹则显得不堪一击。
大岛义昌在大同江南岸激战之际，佐藤正率领的第五旅团