师之补充旅驰援阎旅。北军四个旅并力合击，终于在十五日下午攻占云溪。
北军攻占云溪后，立即对岳州城发起总攻。
其进攻部署是：
以第一混成旅之第一团为右纵队，沿江岸进击；
该旅之第二团和第四旅之第八团（欠第二营）为左纵队，从云溪向岳陽正面进攻；
湖北第三混成旅之第五团进驻对岸之白螺，防联军退往江北；
海军第二舰队派“楚观”号等四舰沿江梭巡，配合陆军进攻。
三月十六日上午总攻开始。右路第一混成旅第一团在舰炮配合下，一举攻占要隘城陵矶，其少数先头部队乘胜突入岳州城内。后见联军溃兵纷纷退入城内，恐被城外北军误攻，又退至城外。
十七日，各路北军会攻岳州。
这时，联军前线总司令程潜分析战场形势后认为：“一、二两路的敌军兵力皆比我雄厚，……如果我军与曹张部队在羊楼司和平江作胶着战，不能迅速解决，让张怀芝率部长驱进入湘东，我军势必腹背受敌，全军成俘。”
据此，他电令前线部队：“如不能进取，可退后暂将岳州让出，再行相机进击”。于是，守城联军于十七日夜弃城退守新墙。十八日上午，北军进占岳州。
三月二