威胁逼近了近卫第1旅团。323高地西侧的俄第9团第3营在营长阿米拉霍利中校的带领下对突出的日军近卫师团第1联队第3大队展开了反击，浅田将预备队的一个小队派往南方的高地，防备左侧背部被迂回，正好与沿西侧南进的俄军遭遇，该小队被击退到了大西沟村北面。
下午一点，浅田接到炮兵联队的联队长长隈元政治大佐的报告，称因炮弹短缺和射程过远无法给予支援，浅田决定中止攻击，并命令第3大队撤退，四个中队接命陆续撤出阵地，第12中队殿后。位于323高地南方的第1大队的三个中队进行了策应。弹药匮乏的第3大队采用了近距离齐射的战术，击退了逼近的俄军，撤了下来。
到了当天下午的两点三十分，日军近卫第1师团的预备队从东新堡渡河到西岸集结，遭到俄军炮火的打击，浅田感到增援无望，决定坚守现有阵地。日军第1军司令部的右方响起了枪炮声，参谋们紧张地忙碌着。一名参谋用英语向观战的汉密尔顿介绍了战况——被压制的日军第12师团再次展开了进攻。望远镜中的垣山满是硝烟，战斗很激烈。
攻击由垣山北面的第46联队第3大队发起，第3大队反复突击，在俄军阵地前二三十米处与第31师122团混战在一起，在日军拼命的进攻下，俄军退却了，下午三点二十分，第3大队占领了垣山。这场战斗中第3大队死伤615人，俄军的损失则是415人。
占领垣山后，第3大队立即向红砂岭的俄军炮兵阵地射击，俄第10军炮兵31旅7连听闻垣山下来的败兵连呼“日兵像狼一样凶猛”，而且122团团长也受了伤，因此在第3大队的射击下丧失了战意，只将六门大炮的闭锁器和瞄准器拆下，拉着弹药车便撤出了阵地。第3大队本想占领炮兵阵地，但遭到了红砂岭西南高地的约两个连的俄军的猛烈射击，无法得手。
四点多，战场上突然浓雾弥漫、雷电交加，大雨倾盆而下。日军第1军司令部里，汉密尔顿享受着清凉，读起了7月1日发行的《时代周刊》，上面刊登了俄国文豪托尔斯泰的希望日俄停战的文章，他认为文章太不现实了。
第12师团的随军美国记者巴马记道：“大雨洗刷了夏草，雨水充盈了河道，无数细流纵横，士兵们、伤兵们到处寻找遮挡，零星的中国人小屋里挤满了人。”
雨雾中，战火渐渐熄灭。
日军第12师团正面朴沟、红砂岭附近的俄军撤退了。
第2师团方面，新到战场的第29联队第3大队向639高地前进，登上其东南阵地时竟未发现俄军。639高地与西伯利亚第3军左翼第6师防区相连，驻守高地的是第10军9师33团2营，但随着第10军部队的陆续撤退，该营在下雨后便撤离了阵地。由于雨势太大，第3大队也未能继续前往639高地。
日军近卫师团的局面在大雨中出现了变化，近卫第1旅团在323高地南面面临被包围的危险，其右侧沿汤河北进的师团预备队被俄军火力压制着。汤河东岸的近卫第2旅团维持着大兴屯东侧战线，旅团长渡边章得知师团预备队在对岸战斗，便命第4联队前往支援，第4联队利用大雨进入大兴屯村，第1大队渡过了汤河，随着河水暴涨，后续部队无法渡过。
日军第1军预备队的后备第29联队此时抵达了近卫师团部所在的东新堡村，不过由于刚经过强行军，暂时无法出击。
当天的大雨影响了俄军的进攻，泥泞的道路使得炮车移动困难，俄军陆续撤退了。晚上七点，天色早早地黑了下去，枪炮声渐渐平息，战场上只剩下山野间的雨声。
当天日军各部的损失如下：
第12师团，参战人员13500人，死伤676人（其中第46联队420人）；
第2师团，参战人员12600人，死伤685人（其中第4联队239人、第29联队283人）；
近卫师团，参战人员13100人，死伤1966人（其中第1联队966人、第2联队1000人）；
俄军的参战人员和损失分别为：
第12师团正面参战人俄军18000人、伤亡937人；
第2师团正面参战人俄17100人、伤亡907人；
近卫师团正面参战人俄32800人、伤亡759人。
可以看出近卫师团承受的压力和损失最大。当天日俄双方并不知道这些数字，但是必须根据局势做出判断。
日落前，黒木为帧和参谋们离开了495高地，沿蓝河回到了孤家子村的司令部，由于大雨延迟了补给，晚饭迟迟未能出锅，一行人饿着肚子在漏雨的破屋中等待着。
黒木为帧原来的计划是当天就要进攻辽阳的，眼前的局势令他有些失望，但战况总的来说对日军还是有利的，左翼近卫师团局势不佳，中央和右翼的目标中除了红砂岭和639高地，其余的垣山、大塞坡岭、八盘岭、弓张岭都已攻占，特别是占领垣山的意义重大，一方面确保了第12师团右翼的安全，同时也威胁着俄军的补给线和退路。
英国随军武官汉密尔顿在他的《参谋杂记》中写道：“日本人生来就是军人，喝着爱国精神的奶长大，相比清国"好男不当兵"的习俗，日本以武士为核心的文化更令人注目。虽然今天没有进占辽阳，相信明后天一定能完成。”
而俄军方面，第10军军长斯鲁切夫斯基则对局势感到悲观。第10军军部设在大安平，靠派遣参谋、无线电、电话和发光信号指挥战斗，日军进攻后，与639高地的发光信号联络便收到了严重干扰，斯鲁切夫斯基据此武断地认为无法继续指挥了。
在另一个重点垣山高地（590高地）遭到攻击后，他急忙向东部兵团的比尔丹林求援，增援的第3师1旅到达汤河和太子河交汇处时，发现第12师团已在元山北侧停止了前进，比尔丹林认为斯鲁切夫斯基过于小心，取消了行动，当日军发起进攻后，比尔丹林也不再理睬斯鲁切夫斯基的请求了。
库罗帕特金也认为斯鲁切夫斯基请求增援的行为有些冒失。五点左右，他根据各处汇报判断“总体情况良好”，虽然退出了大塞坡岭和弓张岭，但639高地依然在握，590高地地势险峻，相信第122团可以守住。
然而实际上五点钟的时候，俄军的590高地已经失守，只是消息尚未传到罢了。库罗帕特金通知比尔丹林，日军的主攻方向应该是在西伯利亚第3军右翼。
比尔丹林几乎同时收到库罗帕特金的通知和斯鲁切夫斯基关于590高地失守的急报，斯鲁切夫斯基强调为确保第10军左翼安全，必须固守639高地一带，同时为确保退路，必须防止日军迂回南面，因此再次请求比尔丹林派遣增援。
比尔丹林随即指示扬吉尔率麾下的第3师夺回590高地。十点，他又指示扬吉尔全力恢复红砂岭附近的炮兵阵地，夺回失去的六门火炮。
然而，当天的上午十点十分，比尔丹林向库罗帕特金报告，称639高地遭到进攻，战况危急，同时下午的暴雨导致汤河水位猛涨，淹没了道路和桥梁，第10军和西伯利亚第3军的退路出现问题。
辽阳并未下雨，库罗帕特金对此感到愕然，东部兵团主力基本在汤河东部展开，河水泛滥将切断其撤往辽阳的退路，五个小时前做出的“战况良好”的判断出现了偏差，如果639高地失守，汤河以东将失去防守据点，于是库罗帕特金和参谋长萨哈罗夫商量后，决定全线撤退。
当天激战之半夜，俄军的东部兵团和南部兵团接到库罗帕特金的命令撤往辽阳的第二线阵地，扬吉尔也取消了进攻计划准备跟随大部队撤离，大雨让俄军撤退了！.