起义军深知这些山头的重要性，在黄彬的带领下，他们借助关内大炮的掩护，与后金军在各个山头展开了激战。几个重要山头数次易手，战况进行的十分激烈，但起义军毕竟人少，在遭受巨大伤亡之后不得不选择了退守炮台。
陆荣廷急得满头大汗，其所部后金军伤亡惨重才保住了得手的阵地，但再想进攻炮台已经十分困难。面对艰难局面，陆荣廷不得不冒着对方的炮火，将自家增援上来的炮兵分布到凤尾山、大青山、小青山、马鞍山等各个山顶，利用优势的火炮与起义军的炮台展开对射。
另外一部分后金军由黄福庭带领前队，陈炳焜带领后队，大队后金军犹如潮水般漫山遍野而来，死命的围攻炮台。在炮火被陆荣廷部压制以后，炮台的坚守变得困难了许多，但战士们仍然顶住对方的炮击，对着后金军队伍拼命射击，双方的战斗十分激烈。
后金军一连攻击了五天都没有寸进，更是因为孙文海好友高卢国军官犹氏亲自发炮，将后金军营垒轰了数炮，结果营中火起死伤了上百人，就连正在营中督战的张鸣岐也险些丧命。自这次之后，张鸣岐等官员吓得退出十里下寨，生怕自己在大炮射程之内被轰死。当官的往后跑那些当兵的打仗更加不卖命了，结果后金军的攻击力反而越来越弱。
后金军各个统领管带很清楚，如果不死命攻击，他们就只有被拿问一条路，在生死关头这些人红了眼睛向前进攻。曾绍辉光着膀子，亲自督率大队后金军进攻，终于成功绕过炮台，攻占了革命军据守的弄尧屯，断掉了炮台守军后路。听说孙文海和黄彬等人都在炮台上督战，这些后金军统领都感觉立功的机会到了，他们调兵遣将把所有能用上的力量都用上了。第二天所有后金军汇聚镇南关，从四面围攻革命军占据的炮台，留守炮台的守军沉着应战，大量杀伤着后金军。
战斗一直进行到第八天的夜间，由于始终处于高烈度的战斗之中，弹药的消耗实在太大，守军终于弹尽粮绝了。知道事不可为，在请示了孙文海和黄彬之后，黄明堂只得带着剩余的革命军趁着夜色沿山间小道转移。
第二天当后金军攻上了空无一人的炮台，诸位统领终于松了一口气。看来被拿问是不会了，但是由于进攻的烈度太高，后金军损失了超过两千名士兵，这是历史上损失的十倍。
孙文海等人带着残余革命军退回安南境内，他们很快开了一个会议，讨论这次起义失败的原因。最后大家一致认为这次起义虽然失败，却沉重打击了广山后金军，他们损失惨重短时间内无法恢复，今后的革命重点不变还要继续加强。由于高卢国殖民当局向孙文海下了通牒，让他尽快离开安南，会议结束后孙文海不得不选择前往东南亚其他地区。
在离开之前，孙文海将手中所有的钱都交给了黄彬，让他带领剩下的革命军秘密转进钦廉二州，在那里继续发动起义。
就在镇南关起义失败的时候，撒尔军在缅因的统治也已经到了最后的时刻。经过一年的坚持斗争，果敢自卫军越来越壮大，缅军则持续收缩。吴玉章和杨森以民族主义和摆脱殖民统治独立为宣传，鼓动起广大缅族的底层民众起来反抗，果敢自卫军因此很快扩大到三万多人。
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