起义军占领炮台的消息传开后，众多群众纷纷前来投靠。孙中山得知起义军攻占三座炮台的消息后十分振奋，迅速集结边的革命志士火速赶往镇南关。趁着夜，孙中山等人登上第二炮台犒赏军队。黄明堂命令手下奏乐迎，孙中山在一片祥和的气氛中说：”谢各位革命同胞的助力，没有你们的奋勇和智慧，是不可能轻易攻下三座炮台，希望你们再接再厉，继续取得更大的成就！“关仁甫说：”还是孙先生领导得好哇，是孙先生让我们看到了反抗清廷、拯救中国的希望，我们同样要谢孙先生您呐。“话音刚落，周遭响起了烈的掌声和呼声。

听闻起义军连占炮台、连获胜利的消息后，清廷上下惊惧。慈禧太后急火攻心，对巡抚张鸣歧、督办龙济光、统领陆荣廷说：”三位卿家务必要赶到镇南关、夺回炮台，不能让那些革命党祸害国家。限你们一个星期之内夺回所失去的炮台，否则革职解京办罪。”巡抚张鸣歧、督办龙济光、统领陆荣廷回：“遵旨。”

、关仁甫、何伍、李佑卿作为突击手，率领一百多名革命军，赶到镇南关附近的山间平地埋伏，准备偷袭镇南关。黄明堂事先和亲近同盟会的守炮清兵接，双方约定第二日先取第三炮台。

孙中山离开镇南关后，清军开始了反扑。陈向东、顾传铭、陆安在这炮火夹击的时刻方才护送玉石赶到镇南关。陈向东拉住一名作战的同盟会会员询问：“孙先生在不在？”那名同盟会会员说：“因为武弹药所剩无几了，孙先生与黄先生已经启程去河内筹款买武去了。”陈向东叹息：“唉，还是晚了一步啊......”

12月2日黎明时分，同盟会的起义军们从山的背面束绳跃下，不费灰之力攻下第三炮台。随后，起义军们奔向第二炮台。第二炮台比第三炮台更险峻。起义军们翻墙跃，促使守卫炮台的清兵不战而降。最后的第一炮台比较容易，不到夜时刻，起义军便依靠合围攻占勒第一炮台。

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龙济光、陆荣廷率领二十多个营的清兵加围攻右辅山炮台，并将镇南关附近的沙、卡凤、渠力等山一举攻下。趁着获胜的势，陆荣廷又在凤尾山、大青山、小青山、鞍山几架起了炮台，向着右辅山炮台方向轰击，而起义军们严防回击，双方各有死伤。陆荣廷见无法尽快攻下对面炮台，便加速调兵，向镇南关增派兵力。

12月3日，增援的清军赶到镇南关，并向孙中山等同盟会成员所在的几座炮台发起了猛烈的攻势。战役打得异常惨烈，同盟会起义军多有死伤。孙中山登上右辅山炮台，亲自给伤员包扎伤并鼓励伤员振作起来。随后，孙中山亲自炮，激动地说：”反对清政府二十余年，今天才有机会亲自发炮轰击清军！“话音始落，孙中山打去的炮弹落到了清军的领地，炸死了几名清兵。杜心武夸赞孙中山：”孙先生，您这一炮轰得准啊，着实厉害。“孙中山摆摆手，微笑着说：”哪有，哪有，侥幸打中罢了。“起义军们受鼓舞，振臂呼：”消灭清廷，还我汉人河山！“

此时，龙济光、陆荣廷所率众与增援的陈炳焜、曾绍辉等兵分四路，包围了炮台上的起义军。

合拢在一起的清军十分大，革命起义军的武弹药逐渐匮乏，获得的援助又极少，形式万分危急。孙中山与同盟会会员黄兴决定急速赶回河内筹集款项来购买先的武。