此时的萨摩军已经是强弩之末，势不能穿鲁缟，且不要说进行反击，就是抵抗也是越来越无力。5日，在冈山集结的萨摩军又被击败，继续南撤，于9日到达福山。俄军步步紧逼，于14日展开对福山的攻击。投入兵力为五个师，一路自海岸，一路自山道，一起发动冲击。日本政府军第一旅团也从另外一个方向突破外围萨摩军的防守，加入到总攻击中来，攻击萨摩军的右翼。由于福山临海，萨摩海军的“比睿”、“金刚”、“富士山”等舰抵近岸边，对俄军和日本政府军的阵地猛烈开火。俄军和日本政府军抵挡不住，向新见、津山一带退却，萨摩军方才得以脱脸。当日，萨摩军有1804人战死，862人被俘，遗弃火炮6门，俄军战死2215人，1247人受伤，仓促撤退时遗弃了大量枪支、弹药和刀剑。
福山之战后，因福山无险可守，萨摩军退到了附近的三原峰上。三原峰主峰高507米，山棱向东逐次降低，一直延伸至海岸线附近。当时，萨摩军由于不断作战，伤亡很大，其兵力已经下降到16500人左右，而包围三原峰的俄军和日本政府军的兵力则达到了5万人。萨摩军打算发动绝死反击，打通前往广岛的道路。然而面对5万俄军和政府军，谁都知道，这个计划实现起来困难重重。但林逸青和西乡隆盛及桐野利秋等人商议，在极度不利的情况下，精心制定了作战计划。按照林逸青的计划，萨摩军的部署如下：以奇兵队监军伊东直二率两个大队守备五路方面；边见十郎太、野村忍介、重久雄七等人率领五个大队在常围山、小辛岳、海棠坂一带布防，其中在海棠坂部署了火炮10门；熊本队的一部防守山道左侧的丘陵；中岛健彦、河野主一郎、平野正助、相良五左卫门、新纳清一郎、阿多壮五郎分别统领其他八个大队守备其他要点。
15日早7时，西乡隆盛登上山顶，亲自发令指挥战斗，以激励士气。8时浓雾渐渐散去，以一声炮响为信号，萨摩军发起了战斗，常围山、小辛岳、海棠坂、五路、长平山一带，战斗全面打响。桐野利秋甚至亲自率领一支部队冲下海棠坂，突入了俄军的炮兵阵地，炸毁了俄军的火炮。当时，山县有朋与山田显义少将在山下观战，山田显义下令“向小辛岳和常围山中间突击，截断敌人的战线”，日本政府军立刻发动冲锋支援俄军作战，炮兵也努力发炮，压制萨摩军炮火，俄军得到支援后，再次发动反击，到中午12时，终于占领了海棠坂、常围山一带。萨摩军的第一轮攻势被遏制住了，但在西乡隆盛和桐野利秋的命令下，萨摩军再次发起了进攻，俄军拼命抵挡，双方全都拼力死战，一时间战况十分激烈。
就在这关键时刻，俄军后方突然爆炸声起，浓烟滚滚，一时大乱，原来林逸青亲率奇兵队300人悄悄从悬崖下山，急行军绕至俄军后方，炸毁了俄军的弹药库，并将大量的俄军粮草烧毁，俄军后方被袭，前方又有萨摩军死战，而此时因多名传令兵被杀，俄军同日本政府军的联络被切断，日本政府军未能及时支援，俄军战至傍晚，终不能支，趁着夜色的掩护全线后退，而林逸青也带领奇兵队连夜返回。这一战双方都损失惨重，萨摩军战死2752人，1146人受伤，桐野利秋、筱原国干和平野正助等萨摩军将领都在战斗中受伤，林逸青率领发动奇袭的300名奇兵队员有125人战死，47人受伤，损失超过一半，可见战事惨烈；相比萨摩军，俄军战死4155人，1485人受伤，损失更为惨重，并且炮兵阵地的25门大炮和大量弹药被毁，粮草也被焚毁大半，一时无力再发动进攻，不得不后退待援，萨摩军得以顺利的撤出三原峰，到达广岛。
萨摩军退守广岛之后，海军诸舰在东乡平八郎的率领下前来接应，先期退到本州西南的各路士族军也都纷纷弃守本地，赶往广岛和西乡隆盛会合，但这些零散的部队在之前便已遭到了俄军和日本政府军的截击，到达广岛之后，萨摩军的兵力有所恢复，达到了25000人左右，但整体作战实力并无太大的改观。不久得到支援的俄军便又卷土重来，从陆地上完成了对广岛的包围。
俄军包围广岛之后，因畏惧萨摩海军，没有马上发动攻击，而不是不断的集结兵力，调集大量攻城火炮，准备以压倒性的火力消灭广岛的萨摩军。同时，另一路俄军会同日本政府军扫清外围，到8月30日，仓吉、松江、大田、江津、盘田、长门、下关、岩国等地全都落入俄军手中，留守的少数士族军大都战死。
经过此战，萨摩军被压缩在广岛及周边的狭小范围内，经过一番考虑，西乡隆盛决定突围回九州。8月18日下午4时，萨摩军和追随的百姓开始上船自海路撤离，西乡隆盛向掩护部队下达了这样的命令：“我军保民至此，今日之策唯奋一死以决战，以护得百姓退往平安之地，待百姓撤走之后，各队愿降者降，愿死者死。士为卒，卒为士，任其所欲。”为了掩护军民突围，林逸青亲自率精选武士500人加入到了后卫部队当中。
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