Подоспевший резерв помог отбить еще несколько вражеских атак. В промежутках между ними японская тяжелая артиллерия вновь засыпала Большое Орлиное Гнездо снарядами.

Участь защитников этой горы решило меткое попадание 280-мм снаряда, угодившего в сложенные на вершине ручные гранаты, которые для русских в отражении атак являлись главным и надежным оружием. Вскоре после этого взрыва японская пехота захватила вершину горы. Остатки русского гарнизона перешли на соседнюю Митрофаньевскую гору.

...В ночь на 20 декабря по приказу генерал-майора Фока были оставлены Малое Орлиное Гнездо, Куропаткинский люнет, литерная батарея «Б», Залитерная батарея. В силу этого положение Восточного фронта, взломанного в нескольких местах, оказалось критическим.

Защитники Порт-Артура еще не знали, что в 17 часов предыдущего дня Стессель отправил на аванпосты неприятеля офицера своего штаба с предложением сдачи крепости. Парламентер прапорщик Малченко сразу же был доставлен в штаб командующего осадной 3-й армии Марисукэ Ноги.

Пока шли переговоры, шло уничтожение последних кораблей и судов Тихоокеанской флотилии. Уничтожались склады боеприпасов. На Золотой Горе сжигался порох. Была дана команда эсминцам выйти в море и прорываться в нейтральные порты.

...Порт-Артурская крепость пала на 329 день своей героической обороны. Генерал-адъютант Стессель издал приказ по крепости, в котором объявлялось о капитуляции. Принятие ее вызвало открытое неодобрение в порт-артурском гарнизоне. Оно выразилось прежде всего в том, что воинская дисциплина среди нижних чинов резко упала. Один из участников обороны Порт-Артура в своих мемуарах вспоминал о «первом дне мира»:

«Все правительственные учреждения в городе были закрыты.

Японцы группами разъезжали и расхаживали по нашему Артуру.

Среди наших солдат еще днем началось повальное пьянство и неразлучно связанные с ним безобразия и буйства. К вечеру и особенно ночью бесчинства, творимые солдатами и матросами, достигли угрожающих размеров. Проезжая вечером по Новому Городу, я слыхал в разных местах крики и выстрелы. Ночью наши солдаты подожгли казармы 10-го Восточно-Сибирского стрелкового полка, которые и горели целую ночь.

Днем матросы и солдаты разбили типографию «Нового края» и уничтожили находившийся там склад газет за пять лет.

Самому беспощадному разграблению подвергся магазин Чурина. Материи рвались тут же на улице на куски...

Все эти безобразия принуждали японцев поспешить с выводом нашего гарнизона из крепости».

Условия капитуляции были следующими: весь гарнизон попадал в плен, который ему приходилось проводить до конца войны на Японских островах. Генералы, адмиралы и офицеры сохраняли свое личное оружие. Все форты, укрепления, оружие, боеприпасы, денежные средства и другое военное имущество передавалось в распоряжение японской армии в том виде, в каком они находились к моменту подписания акта о капитуляции.

Данные о состоянии Порт-Артурской крепости на 20 декабря 1904 года свидетельствуют: ее гарнизон еще мог держаться, облегчая тем самым положение русской Маньчжурской армии. Ко дню капитуляции в составе гарнизона числилось 32 400 человек, в том числе 5809 раненых и больных, 2994 лошади, 610 исправных орудий (из них 287 морских), 9 пулеметов, 207 855 снарядов различных калибров (не хватало только снарядов крупных калибров).

Японцы, по их данным, захватили в Порт-Артуре годных только 357 орудий и 133 799 снарядов. Остальные орудия были приведены в полную негодность русскими артиллеристами. Снаряды же или выбрасывались в воду, или закапывались в землю и бросались в расщелины гор, или подрывались.

Еще не были исчерпаны запасы продовольствия. По данным ведомости состояния гарнизона и снабжения, крепость Порт-Артур ко дню сдачи имела: муки на 27 дней (на крепостных складах ее хранилось около 50 тысяч пудов), крупы — на 23, чая — на 196, сахара — на 140, сухарей — на 21, сухих овощей — на 88, соли — на 175, овса, ячменя и бобов — на 34 дня. Сюда следует добавить почти три тысячи лошадей для убоя на мясные порции.

По запасам продовольствия морская крепость России на Квантуне могла держаться еще 4—6 недель.

Гарнизон ко дню сдачи крепости сохранял за собой большую часть порт-артурских укреплений. Из 59 укрепленных узлов (фортов, укреплений, батарей, редутов и других) защитники Порт-Артура за время осады потеряли не более 20. Гарнизоны остальных укреплений сохраняли полную готовность и способность обороняться. То есть сражаться и еще раз сражаться.

Японцам не удалось победить защитников Порт-Артура в открытом бою, и поэтому овладение русской морской крепостью, которая была сдана неприятелю Стесселем, не принесло заслуженной славы японскому оружию. Крепость не была взята с бою. Об этом откровенно заявляет и сам командующий 3-й армии генерал-полковник Ноги в письме к генералу Тераучи, написанном после сдачи Порт-Артура: