Кобе русские покинули довольно быстро. Трофеями японцев стали только брошенные вышедшие из строя и взорванные пулеметы. Перед уходом пехота и моряки с русских кораблей успели уничтожить почти все оборудование верфи «Кавасаки» и строившиеся там корабли. Достраивавшиеся на плаву суда также были уничтожены, включая почти готовые истребители и обе подводные лодки. От начавшихся неконтролируемых пожаров, охвативших большую часть портового района, сильно пострадали мастерские и склады.
В огне сгорели или пришли в негодность почти все запасенные для работ материалы и огромное количество грузов. Акватория порта, фарватеры и внешний рейд оказались перегорожены затонувшими и горящими судами. Использование порта по прямому назначению на неопределенное время стало совершенно невозможно.
В Осаке русские высадились, в первую очередь, на угольной пристани и набережной Дайроку, откуда начали быстро продвигаться в сторону арсенала и верфи «Осака Айрон Уоркс». Судостроительный завод был захвачен ими очень быстро, после чего там сразу же загремели взрывы и начался сильный пожар, уничтоживший в итоге все деревянные строения и леса вокруг строившихся кораблей, приведя в негодность уже собранные на стапелях конструкции. Все, что было в достройке на плаву, было подорвано и утоплено прямо у стенок.
Немногочисленные части территориальных войск в порту не смогли его отстоять и были быстро оттеснены в город, почти потеряв боеспособность. Ополченцы просто не успели отмобилизоваться и также не смогли воспрепятствовать дальнейшему продвижению русской пехоты. Возникшая сильная паника среди населения практически парализовала передвижения по улицам, но телеграфная и телефонная связь в пределах города действовала.
Благодаря этому удалось выяснить, что противник крупными силами с тяжелым вооружением продвигается к арсеналу. Там имелись охранные части из состава территориальных войск. Но, учитывая численность нападавших, их было явно недостаточно. Поэтому именно туда и направили вступившие вскоре в город первые пехотные колонны.
Но гарнизон арсенала, вопреки ожиданиям, смог сдержать наступление до тех пор, пока в порт не пришел второй русский бронепалубный крейсер. К этому времени с большого русского парохода, ошвартовавшегося у набережной, на берег сошло не менее полнокровного полка пехоты с пушками и пулеметами. Получив подавляющее превосходство, русские смяли все заслоны и были остановлены только контратакой подошедших от Амагасаки армейских частей, сумевших на время отрезать противника от порта.
Расквартированные в районах Амагасаки и Сакаи два полка резервных войск и дивизион гаубичной артиллерии успели почти вовремя. Хотя предотвратить захват порта и его мастерских они не смогли, их передовые роты очень своевременно усилили почти полностью полегшую непосредственную охрану осакского арсенала. Будучи расквартированной в казармах старого замка, буквально за оградой заводских корпусов, эта охрана смогла занять оборону и отразить первый натиск. Но после того как русские развернули полевую артиллерию и ввели в бой пулеметы, шансов удержаться у них не было. Только подошедшие форсированным маршем войска не позволили противнику овладеть всей территорией арсенала и закрепиться в цехах.
Несмотря на большие потери от огня с кораблей еще на этапе выдвижения к району боя, эти полки постоянными атаками почти выбили русских за реку О. Но, поскольку противник имел в своем распоряжении полевую артиллерию и пулеметы, а японские гаубицы сильно отстали от пехоты, потери в атаках были просто огромными. Это вынудило взять передышку и начать перегруппировку с подтягиванием отставших колонн.
Воспользовавшись этим, русские взорвали часть строений на территории арсенала, что спровоцировало спонтанную атаку остатков передовых рот и охранного батальона, тут же поддержанную вторыми эшелонами. Русские дрогнули и отступили, но сбросить неожиданно многочисленный и хорошо вооруженный десант в море сил все же не хватило.
Ожесточенные бои в Осаке продолжались до самого вечера. Прибывавшие также и от Сакаи японские войска тут же бросались в бой. При этом от огня японской осадной и гаубичной артиллерии русские лишились почти всех своих пушек, свезенных на берег. Часть их войск бежала, бросая оружие. В развалинах цехов позже нашли более трех десятков исправных и заряженных русских винтовок.
Хотя ценой огромных потерь удалось отбить большую часть арсенала, разрушения были серьезными, а литейный цех вообще сровняли с землей вместе со всем, что там было. К тому же устье реки Ойодо и рейд самого порта были плотно перекрыты уничтоженными пароходами и вспомогательными плавсредствами. Русские полевые пушки расстреливали все, что видели на реке прямо с набережных. Оба фарватера забаррикадированы затопленными на них судами.