日军的随军参谋田中传回了第2军的意图：敌军集中于辽阳附近，应不会再后撤，必须先探明首山堡敌情，然后制定相应的攻击策略。火力侦察任务由第3师团的四个大队和四个炮兵中队担任，开始时间为30日拂晓。田中认为小兵力火力侦察拖延整个作战，应予阻止。
接着，随军参谋大竹泽治大尉从第4军传回了反对进行首山堡火力侦察的意见。认为火力侦察会“错失良机”，宜对早饭屯、首山堡一线直接进行攻击。
两名随军参谋的意见改变了总司令部的设想，井口省吾向儿玉源太郎陈述说道：“俄军是否想在辽阳附近决战尚不明确，根据之前的情形看，恐怕会继续撤退；夺取首山是当务之急，将能即刻判明敌情，如敌退则追击，如敌守则准备攻击；俄军的主防线应是辽阳面前的堡垒阵地，高力村、早饭屯、首山堡一线不过是其前进阵地，应能一战而定。”
井口省吾的这个判断认为俄军将继续退往辽阳，夺取首山堡将手到擒来，然而却没有提出具体的根据。一旦更改火力侦察的命令，行动将变为追击和急进，总司令部的命令出现前后矛盾，急于捕捉敌军主力的“突击信念”和第一线认为的“常识”发生了冲突。
日军第2军参谋长落合的行动被判定为“过于慎重”，井口和松川已经决定在辽阳战后以第一军副参谋长松石安治大佐接替落合，选择松石的另一个原因是他和参谋长藤井茂太少将意见相左。满州军除了要和外敌作战，还要协调内部的不和。
当天下午五点四十分，大山岩则命令：“第2军、第4军将在早饭屯、黑牛庄发起攻击，你部速向首山附近进攻！”同时，儿玉源太郎将此命令通知第4军参谋长上原，取消首山堡火力侦察，转而向早饭屯方向进攻。
野津道贯根据新指示于晚上十一点四十五分发出命令：“30日拂晓，第10师团攻击早饭屯南方高地，第5师团攻击方家屯东方高地至北大山一线！”
奥巩保利也向第2军下达了作战指令：“早上五点，第3师团进攻首山堡南方及西方高地、第6师团进攻王二屯，六点，第6师团进攻兴隆台南方！”
到了8月30日日军总司令部内部开始感到不安，根据汇集的情报分析，期待中的俄军继续撤退的情形并未出现，相反持久态势愈发明显。俄军很有可能是缩小战线，利用充足的后备兵力强化战力，然后在太子河左岸展开大攻势，日军的总攻极有可能引发辽阳决战的提前爆发。这时第一军的行动变得很关键。按计划，第一军将适时从侧背部攻击太子河右岸的俄军，如果错失时机，则将陷第二、第四军于俄军“大浪”中。
儿玉源太郎给日军第1军参谋长藤井发去了电报：“敌如果在辽阳全力抵抗，第一军必须占领太子河右岸，为总攻打下基础。你能抽多少兵力移往那里？”同时松川也向松石询问此事，并派参谋小池安之少佐前往第一军督促。
“此刻正是辽阳战斗中最危险的时刻！”这是日后陆军大学教官战犯谷寿夫在《日俄战争秘史》讲义中的评语。
这三天里，总司令部给人的印象确实有些忙乱，导致这种情况的原因除了情报不足、预测过于乐观、总司令部位置偏后无法及时把握第一线情况外，当然还有人事的问题。
藤井对儿玉源太郎的电报和派来的参谋表示不满。第2、第4军都有总司令部的随军参谋，唯独第1军没有安排，电报中的语气更是将辽阳战斗的成败直接关联到了第1军身上。
总司令部的作战指导一直偏向于另两个军，而从朝鲜半岛打到现在的第1军明显受到冷落……藤井简单地回复了总司令部：“9月2日第12、第2师团将向太子河右岸的黑英台附近集中。”
接到回电，日军总司令部判断9月2日前可以完成对辽阳的包围，然而当天上午的行动又出现了意外。
日军第4军第10师团与近卫师团左翼取得联络后，向早饭屯前进时，遭到了俄西伯利亚第3军的强烈抵抗，各部伤亡严重，攻击停滞，近卫师团左翼也在苦战。为了打开局面，野津道贯督促第5师团进攻北大山，但第5师团面对的西伯利亚第1军第9师也很顽强，北大山设有三层阵地，阵地前面的隐蔽物已被清除一空。师团长上田有泽中将认为无法独立攻击，必须等待炮兵的援护和第二军第3师团的推进。
日军第2军第3师团和第6师团右翼面对的是西伯利亚第1军，其余部队的正面是扎巴伊卡尔独立骑兵旅。
第3师团以右翼第5旅团攻击向阳寺北方的148高地、以左翼第17旅团攻击首山（209高地），这两处阵地布有数层散兵壕、碉堡，高地下设有铁丝网，阵地前的高粱地被清除并埋了地雷，因此直到正午，第3师团几乎没有进展。
日军第6师团沿铁路西侧北进，右翼第11旅团第45连队利用高粱地的掩护于上午十一点到达首山西北的安庄子村，遭到了前方西蚂蚁屯村和右前方的射击，出现了不小的伤亡，第1大队在村北约400米的地方挖了散兵壕，中午时分曾尝试向前推进，但受阻于一道宽约30米的沼泽地带，只能和增援的第2大队隐蔽在散兵壕内。此时左翼第24旅团第23联队到达了白家老瓜窝村。
守卫首山的是西伯利亚第1军1师1团，军长施塔格里堡将战斗指挥部设在了山顶，指挥部里架有电话和无线电，还备有30名传令兵。当天上午，施塔格里堡和几名英美观战武官、记者就在山顶。十一点半时发现了安庄子村的日军并呼叫炮火予以击退。第4师团以第8连队第2大队攻击兴隆台、以第19旅团主力进攻济二台，上午十点分别到达目标地点。
下午，日军总司令部发觉各部进展不顺利，特别是“当务之急”的首山方面，只有第6师团右翼接近至其西侧，第3、第4师团未能到达指定位置。一点，于是这天下午儿玉源太郎敦促第2军发起进攻。
第3师团长大岛考虑到敌阵坚固准备采取“乘夜接近拂晓攻击”的战术，但奥的命令传来：“向你增派后备第22连队，立即发起攻击！”大岛只得调整安排，将第18连队派往右翼，准备进攻。
第4师团长小川随师团主力在兴隆台，得知第6师团战况不利后，决定派第9连队和第38连队第1大队向第6师团左翼增援。
下午三点钟，日军第3师团两翼都在和俄军苦战，状况和中午相比毫无改观，大岛判断白天进攻无法收效。第6师团也依旧没有进展。第4师团派出的第9连队抵达了蛤蜊河子，周围是一片繁茂的高粱地，未能与第6师团取得联络，部队就地构筑起阵地。
三点十分，日军总司令部得知了第4师团“擅自”增援的消息。根据事先的安排，第4师团是第二军留给总司令部的预备队，本来是准备用来增援第四军的，现在第4师团随便调用走了，而且没有效果！
儿玉源太郎非常愤怒，向第二军发去了第二封督战电：“第四军正在苦战，第二军速向首山堡进攻！”松川则希望第4师团参谋长野口坤之中佐能“携南山战斗首攻之荣誉奋勇向前”，但是野口迟迟没有回电。
三点四十分，第6师团长大久保根据第一线的苦境及第四军的苦战状况，认为不能再做无谓的牺牲，准备停止进攻。但是命令尚未传达到下面，左翼的第24旅团已开始向首山进攻，随着第23联队长江口昌条大佐负伤，攻击受挫。
四点二十三分，第二军司令部收到了“二次督战”电，参谋们感到了压力，一方面认为总司令部不了解前线实况，一方面认为名誉受损，但奥巩保利却不为所动。
到了当天的下午六点，日军第4军全线停滞进攻。第10师团的右方，近卫师团一部在大岭子南方虽击退了俄军小股部队的多次反击，但也无力前进。第10师团的战况毫无进展，炮兵位置偏后，无法炮击敌阵，第一线伤亡不断，加上弹药不足，无力攻击。师团长川村报告无法完成独立攻击北大山的任务，野津指示避免危险的动作，坚守现有阵地，等待第二军的战果。
第5师团状况相似，被死死地压制着，此时，第3师团长大岛决心“排除万难”，打开局面。由于师团主力与敌胶着，无法调动，大岛命令第18连队增援右翼，右翼指挥第5旅团长山口圭藏少将下令向向阳寺东南约500米的高地线进攻。七点多，正当第6、第33连队展开行动时，下起了大雨，黑暗和泥泞让部队寸步难行，九点，雨停，第33连队派出爆破组破坏向阳寺西方高地的铁丝网，但被俄军击退。
当天辽阳南方的战斗结束，战场的枪炮声停了下来。
当夜，海城的日军满州军总司令部进行了状况分析，计划中东起早饭屯、经北大山、西至首山堡的前进线未能达成，尽管推进到了面前却无法再进一步。虽然不少参谋认为第二、第四军指挥不力，但总的情况依然“乐观”，大部分意见认为俄军会发起决战，而面对辽阳的半包围圈已经形成，俄军主力被集中于首山堡至早饭屯一带比较狭小的地区，只要能够从一点突破，就能完全击溃之。
所以必须命令各部坚持不懈，第一军必须推进至太子河右岸威胁敌军退路，制造歼敌机会。松川则在彻夜分析各军的报告，对这个判断还是心有不安。
而辽阳的俄军司令部也进行了形势分析，司令部认为当天的战斗完全击退了日军，气氛相当轻松，萨哈罗夫指出日军采取了不可理解的分散攻击，西伯利亚第3军最先受到攻击，右翼、左翼、中央依次受攻，然后是西伯利亚第1军，这种进攻方式使得俄军可以从容投入预备兵力，从而取得“胜利”。萨哈罗夫还指出另一个重要原因是士气高昂，因为当天旅顺口俄军击退了日军的第一次总攻击的消息传到了辽阳俄军中，极大的鼓舞了士气。
晚上十一点五十分，库罗帕特金下达了翌日的作战命令：夜间需不间断对敌进行骚扰，明日继续固守阵地，各军可根据情况采取转守为攻之势。萨哈罗夫建议采取突击，库罗帕特金回答再等一天，因为31日是日本皇太子生日，必须严防日军可能发动的攻击。
确实，日军没有忘记倭寇皇太子明宫嘉仁亲王（倭寇大正天皇）的生日，第2、第4军都下达了翌日发起“坚决攻击”的命令，虽然命令中没有明言，但官兵都很清楚这道命令的意义。
日军第3师团第34联队第1大队长橘周太少佐已经做好了坚定战斗的准备，橘周太从明治二十四年起做过四年的倭寇皇太子明宫嘉仁亲王的东宫武官，后以第2军管理部长之职出征，经向奥巩保利申请，在8月10日正式转为大队长，辽阳战斗是其第一仗，他急切地希望建功报恩。当夜他在位于向阳寺西的战壕里给士兵们鼓劲，期待着明天的战斗。.