城墙上的大顺军士此时已经反应过来，连连向城下放箭。按照作战条例，梁永南大叫：“扔手雷”，边喊边往城墙上掷出一颗手雷。几颗手雷扔出之后，趁着硝烟，杨恒揉身而上，手持双枪，第一个攻上了城墙。
城墙上一个大顺头目在烟雾中依稀看到一个人冲了上来，抬手便是一箭，那一箭擦过杨恒肩头，带掉一块血肉，杨恒甩手就是一枪，干掉了射箭之人，也管不了肩头剧痛，就势卧倒，堪堪躲过另一支羽箭。这时梁永南带着士兵也冲了上来，砰砰一阵枪响，将城楼上的大顺军干掉，一举将城楼拿下。拿下城楼之后，仗着手枪的射程，抗击两边城墙上冲过来的大顺军。大顺军的弓箭无法及远，手枪在100步内却可以轻松取人性命，先锋排在巩固城楼之后，逐渐向两翼城墙扩展，只是毕竟人少，在向两翼推进了50步之后，便只守不攻。
守莱州城的是一个大顺军的千总，名叫段林，手下也就是一千五百人，再加上一些矿主的护卫队，加起来也不过两千出头，此时闻西城门被占，占领西城门的也就是几十人而已，这几十人百姓打扮，拿的却是厉害的火器，多半便是明军的先锋。段林可不把刘泽清的明军放在眼里，心道你偷袭算什么本事，老子马上就找回这个梁子。当下调集大队人马，顺街道和两翼城墙反攻，意在迅速夺回城门，以防后续的明军蜂拥而至，那时就被动了。
这边王夫之远远地听到枪声和手雷爆炸声，再也不用藏着掖着，连忙大喝：
“跑步全速前进。传令各排，跑步全速前进。赶到西城门者，就地支援一排守住城门。”
幸好是偷袭，大顺军上上下下均无准备，措手不及之下，大顺军难免有短时间的慌乱。但段林久经战阵，立时令手下全力抢夺城门，自己亲自指挥沿着街道上正面冲击，另派手下沿两翼城墙向城楼夹击。大顺军如今的地方军也配备了部分手雷，当下将手雷分发下去，五百号大顺军士分三个方向，气势汹汹地扑来。第一排所带的武器除了手枪就是二十几个手雷，手雷在攻下城楼的时候已经消耗了一半，还死了五个士兵，伤了七个，加上能开枪的轻伤员也就是二十五六个人，要凭这点人和六十几支手枪守住城门，无疑是痴人说梦。
不过，大顺军第一轮冲击并没有凑效，正面冲击的大顺军冲到一百步内时，梁永南命令集中开火，二十几个人两轮连射，打死了二十几个大顺兵士，后边的大顺军士呼的一声喊，就退了回去，那段林一开始没想到三十几个人就有这样的火力，这才明白另外两面没有同时行动，使得对方三十几个人集中打击正面，于是立即下令三面同时攻击，同时严令后退斩首。
再次冲击的时候，一排就只能三面拒敌。大顺军也依着一排的样子，冲击之前，先扔几颗手雷，趁着烟幕，拼死前冲。更有两翼的大顺军沿着城根推进，一边往城墙上抛射羽箭，不时往上投掷手雷，一边顶着盾牌，也是冒死冲向城门处。虽然盾牌一点也不能抵挡手枪的子弹，但是手上有了盾牌，总是自以为有了安全保障，前一个倒下，后一个照样前冲。眼看一排仓促构筑的环形阵地就要被大顺军的人潮湮没，此时王夫之带领的二排恰好赶到，王夫之大呼一声:“开火。”
手枪和步枪以及霰弹枪一齐开火，尤其霰弹枪开火的时候，铁砂像一团雨雾一样喷射出一大片，十几步之内的杀伤力堪称恐怖，大顺军人浪一下子倒下一片，余下的狼狈退去。
段林狂怒不已，对方不过五六十人，居然打得自己的手下溃不成军。亲手砍了两个逃回来的兵士，这才稳住阵脚。这一次换了骑兵出马，每骑携带两颗手雷，在500步之外打马加速前冲。骑兵携带手雷冲锋正是大顺军在遵蓟之战中总结出来的战术，骑兵跑起速度后，在冲到敌方一百步内时借马速掷出手雷，手雷可掷出八九十步开外，敌方阵脚一乱，骑兵随后大杀一阵，可收奇效。
100名骑兵打马前冲，街面上顿时响起密集的马蹄声，只听马蹄声越来越急，城头的步枪同时开火，大顺骑兵在中途连人带马接二连三的倒下，但骑兵依然照冲不误，转眼就要冲近城门。此时城楼上的单兵掷雷器开始发威，借着城墙的高度，手雷飞出去一百二十步开外，大顺骑兵还来不及掷出手中手雷，就被天空中飞来的一片手雷炸了个血肉模糊。侥幸冲过来的三两骑，则被密集的步枪子弹打倒在地。
王夫之全连人马这时已经全部赶到，城墙上下八十支步枪将街面牢牢控制。新版的子弹经过了改进，子弹里预置了一根铁针，燧石砂粒小孔添加了红磷引火，所以一方面不需频频更换撞针，另一方面哑火率大大降低。用上新式子弹之后，火力无形中又强了不少。
段林再也没有勇气用手下的人命来往上填。若是再有五百骑兵，冲上去还有冲垮对方的可能。刚才的冲阵，一百骑兵仅仅逃回来十几骑。段林现在的选择，真是进退两难。
段林在闻知明军后续兵马正源源不断赶来后，三十六计，走为上计。也算他知机得快，立即下令撤出莱州，免除了全军覆没之祸。可惜了明军后续到达的大中型掷雷器，还没有亮相就让对方跑掉了，皇上要做的广告竟然无从做起。
结果，莱州之战明军只用了一个先锋连，就将大顺军撵出了莱州府。郭云龙带着3000兵马赶来时，得知这么个结果，不禁大为震撼。大明的新军对阵大顺军，虽然胜在出其不意，但后来坚守城门，兵力一比十，居然不落下风。以后的仗看来真的要换一种打法了。