日军对重要阵地虎头山望台堡垒发起进攻，下午4时半，俄军旅顺残余部队向日军投降。5日，旅顺要塞司令官斯特塞尔出降，和日军第三军司令官乃木希典在旅顺近郊的水师营会面。双方司令官均赞扬了对手的战术和勇武，斯特塞尔也对乃木两个儿子的战死表示了哀悼。乃木出于武士道精神，保全了投降俄军将士的名节，允许其继续佩戴佩剑。战后，该场景被谱写成歌曲《水师营会见》，并由文部省编入教材而广为传唱。至此，旅顺会战结束，日军共投入13万人，伤亡约6万人。
影响.旅顺攻陷后，躲藏在港口内的旅顺舰队被全部击沉