俄軍總司令庫羅帕特金大將因俄軍的陸軍和海軍都被日本軍隊打敗，受到了沙皇亞歷山大三世的嚴厲指責。爲了給俄國挽回面子，日本海軍被北洋艦隊打敗後，他親自帶剩下的六萬俄軍強攻廣島東部的日軍陣地，和川上操六的第一軍火拼，展開了激烈的肉搏。
日俄兩軍先爭奪的是東部要塞，廣島外圍的前沿制高點“大萬木山”。大萬木山一旦攻下，中法俄三國聯軍就可以居高臨下，炮轟日軍。於是，庫羅帕特金下令俄軍出動二十個營，對要塞動強攻，晝夜突擊。川上操六以十六個營的日軍對戰俄軍。
俄軍的哥薩特騎兵起一輪又一輪的攻擊，日軍堅守，雙方爲爭奪這個戰術要地，激戰了四天，俄軍只奪佔了一些前沿工事，傷亡了八千多人，日軍也傷亡四千多人，士氣低落，自傷者大有其人。
見俄軍久攻不下大萬木山，法國和中國也各投入兩千陸軍進入戰鬥，川上操六指揮剩下的日軍拼死反抗，日軍的陣地被聯軍的重炮轟毀，還挖起一段段土豪投入戰鬥，死傷三千多人。
雙方隨即進入了拉鋸戰，又經過三天三夜的戰鬥，日軍還剩下兩千人堅守東部陣地。最終，中國的“飛龍”機槍隊上陣，日軍一時間心理防線奔潰，紛紛逃走。三萬俄國士兵藉機衝了上去，展開大屠殺，川上操六的兩萬日軍死傷過半，紛紛潰逃。在前線，川上操六兵敗切腹自殺！此後，大約還有兩千日軍想乘船逃出廣島，乘自己控制的木船出海，其中有些人自己扎筏過海，很多人淹死，或是被趕到的俄軍射殺在江中，大部分未能過江或者突圍的日本士兵流散在廣島街頭，不少人放棄武器，換上便裝躲入平民區。
廣島這一戰，俄軍死傷四萬多，俄軍總司令庫羅帕特金大將殺紅了眼，下令不放過一個日本士兵。他得到情報，有日軍換便裝躲進平民家中，下令平民也屠殺，“我們要給日本國民造成極大恐怖，挫敗其抵抗意志”！除了對廣島居民隨時隨地任意殺戮之外，俄國還對解除了武裝的日本軍警人員進行若干次大規模的“集體屠殺”，大規模屠殺方法有機槍射殺、集體活埋等，手段極其殘忍。在日軍潰敗、俄軍佔領廣島第二天，庫羅帕特金下令對已放下武器的日本軍警人員1000餘人處決，這些軍警被俄國人集體解赴城外用機槍密集掃射，多當場遇難。負傷未死者亦與死者屍體同樣遭受焚化。
爲了使得俄軍不再屠城，有1000多名日本軍人主動站出來投降，但是投降俄軍的日本軍警也隨即被俄軍集體屠殺。庫羅帕特金爲了報復日本人，挫敗日本人的抵抗意志，在佔領廣島的第三天，將日本男女難民5000餘人集體押往港口碼頭，全部用鉛絲捆紮，驅集到下關草鞋峽，用機槍密集掃射，並對倒臥血泊中尚能呻吟掙扎者以亂刀砍戮，事後將所有屍骸澆以煤油焚化，以毀屍滅跡。俄軍佔領廣島第五天，還有兩名俄國的軍官展開殺人競賽兩個少尉軍官在其長官鼓勵下，彼此相約“殺人競賽”，誰先殺滿100人爲勝，結果從市區一直殺到農村，不分勝負。他們竟然重新比賽，看誰殺滿150名日本人。
廣島市是日本廣島縣的縣廳所在地，自十六世紀毛利氏入府以來就是日本最大的地方城市。俄國人這次對日本廣島的屠殺長達四個星期，集體大屠殺28案，約六萬人，零散屠殺858案，四萬人，整個廣島市幾乎不見人影，變成了空城。俄軍侵佔廣島期間，還強虜去了成千上萬的日本婦女，他們不分晝夜在受害婦女的家人面前施行強暴。有些日本婦女被俄軍撲倒了好幾次，很多日本婦女受不住俄軍的折磨而死，城裡十四歲以上的日本少女更是被俄軍輪流發生不正當的男女關係。
俄軍在廣島的暴行，被戰地記者報道了出去，震驚世界，英美主流報紙對俄軍的暴行大加抨擊，稱俄軍“實爲人類蟊賊，文明公敵”。一時間，國際輿論紛紛譴責沙皇俄國的殘忍無道。
李經述也代表中國表態，對俄羅斯軍隊針對日本平民的暴行感到震驚，發表聲明，表示這場大屠殺是人道主義的災難，對俄國士兵的濫殺無辜表示譴責，要求庫羅帕特金約束俄國的軍隊。但沙皇亞歷山大三世卻對俄軍的行爲下令褒獎，稱俄國人有句諺語:“鏡子不擦不明，日本人不打不行”，宣佈“日軍混入了平民當中，廣島大屠殺並不存在，一切都是正常的戰爭傷亡！”
中、法、俄三國聯軍攻佔了廣島之後，切斷了日本的後勤補給，繼續北上，攻佔了神戶、京都、名古屋、橫濱，擊潰了日軍的第二軍，到1891年8月底，對日本東京形成合圍之勢。與此同時，北洋艦隊炮轟東京港灣，東京的近百萬市民人心惶惶，對俄軍在廣島殘暴的大屠殺心有餘悸，紛紛到皇宮前請願，要求日本政府交出殺人刺殺尼古拉的兇手。
俄軍在廣島的殘暴大屠殺，廣島死了十萬人，明治天皇十分震驚，意識到戰爭對日本民族來說，是一場殘酷的災難。而且日軍在戰場上接連不斷失利，他擔心俄國人進入東京後再次像在廣島那樣進行“東京大屠殺”，擔心俄軍佔領東京後會對日本皇室不利，於是宣佈日本戰敗投降，讓首相大隈重信和以中國爲首的聯軍和談。
西鄉從道接到明治天皇宣佈投降的詔令，在靠海邊的一棟別墅裡，望着東京港上起伏的波濤，萬念俱灰！他再瘋狂，也不敢違背天皇的命令，他也知道三國聯軍肯定不會輕易放過他，便唱着君之代的國歌，切腹自殺了！死之前，西鄉從道提前穿上了壽衣，回到了他兩兄弟出生的鹿兒島，對着他哥哥西鄉隆盛自殺的地方睜大眼睛，嘴脣喃喃顫動，兩行清淚緩緩滾出。桂太郎和兒玉源太郎等日軍高級將領也畏罪自殺，日本海軍司令山本權兵衛隨即宣佈辭職，明治天皇任命日本首相大隈重信爲全權代表，授予他割地賠款的權力，讓大隈重信去跟中國、法國、俄國代表團和談！
日本首相大隈重信臨危受命，連夜去懇求英國和美國的保護。這時，英國、美國因爲自身的利益，還有俄國殘忍的廣島大屠殺，不再坐視不管，從中積極斡旋，希望俄國、中國、法國能和日本和談解決這次危機。俄國提出，首先要刺殺尼古拉的兇手處死，才能坐下來和日本人談判。
日本首相大隈重信於是去找兒島惟謙，要求改變判決，判處刺殺尼古拉二世的兇手津田三藏死刑。沒想到兒島惟謙還是不肯退讓，義正詞嚴告訴內閣首相大隈重信：“下官非才，恭奉天皇任命爲大審院長，職責所在，不管內閣如何討論和決議，其解釋如曲解法律精神者，斷不予以接受。而且判決已出，哪有更改之法理？”
日本首相大隈重信說：“你這樣做，讓老夫很爲難！”
兒島惟謙說：“不曲解法律，亦必另有其他維護國家利益之方略。立憲國家如欠缺法律之威嚴與正義，則必然失其存在意義。”
大隈重信怒了，站起身質問兒島惟謙：“這些大道理，老夫不是不懂，只是現在東京危矣，若因此導致日本亡國滅種怎麼辦？”
兒島惟謙也拍案而起，道：“日本若因此而亡國，那就讓它亡國吧，至少世人將記得日本曾是一個司法獨立的國家。”
日本首相大隈重信沒有辦法，拂袖而去。明的不行，他只好來暗的，找人去北海道釧路監獄去幹掉津田三藏。當時，北海道釧路監獄的監獄長大田一郎去找津田三藏，說：“你不是很愛國嗎？國家現在要你死，今天做個了斷吧，要麼你自殺，要麼我來幫你死！”
津田三藏面色憔悴，惶恐問道：“爲…爲什麼？這是爲什麼？”
大田一郎說：“就因爲你，廣島十萬同胞慘死於俄國人的屠刀之下。”
津田三藏沒有說話，大田一郎知道他沒有去死的勇氣，便從腰間掏出一根早已準備好的繩索，套在了津田三藏的脖子上。十分鐘後，年輕的津田三藏便口吐白沫而死，隨後，大田一郎宣佈津田三藏死於急性肺炎。
不久，日本首相大隈重信將津田三藏人頭送到了庫羅帕特金的軍營裡謝罪，並表示日本願意賠款。英國和美國這時也生怕中國、法國、俄國佔領東京，各派了五艘軍艦到東京灣。俄國人這才願意同日本談判，並索要割地與戰爭賠款！
李經述見摧毀日本海軍的目的已經達到，索賠大量戰爭賠款可以搞垮日本的經濟，便也同意和談。李經述預期要的賠款是9。82億兩白銀，歷史上中國的庚子賠款就是這麼多，相當於日本人十年的財政收入。
1891年10月，李經述代表三國的聯軍，抵達日本馬關和大隈重信談判。日方參加談判的人是大隈重信，還有外交大臣陸奧光宗。一見面，李經述就問大隈重信：“貴國於中國、俄國、法國修好之心誠否？”
大隈重信無奈地回答說：“日本若不誠心，天皇也不會派老夫到此。原本亞細亞洲，中日兩國最爲鄰近，且系同文，詎可尋仇？今暫時相爭，總以永好爲事。試觀歐洲各國，練兵雖強，不輕起釁。我中日既同在亞洲，亦當效法歐洲，力維亞洲大局，永結和好；庶我亞洲黃種之民，不爲歐洲白種之民所侵蝕也。”
李經述哈哈大笑，點點頭，道：“貴國之論，甚愜我心。”於是，李經述提出日本賠款4。5億兩白銀，分39年還清，年息四釐，本息共計高達9。82億兩，加上必須馬上支付的傷亡將士撫卹金兩千萬兩，總數約白銀10億兩，以日本海關稅、鹽稅等擔保。
大隈重信語帶懇求的語氣道：“如此甚巨賠款，相當於我國數年之財政總和，能否酌情減少？”
李經述回答說：“這個數目是中國、俄國、法國合計的結果，你要知道，廣島一戰，俄國死傷的軍人就超過四萬，中國也傷亡過千人，還有損毀的軍艦和巨炮，這些損失日本都應該賠償。我記得十五年前你們日本三千人去攻打臺灣，沒死多少人就向中國要了五十萬兩白銀的賠款。4。5億兩白銀算便宜了！”
大隈重信覺得賠款太多，找英國、美國幫忙，但英國和美國此時也不想得罪俄國、中國、法國，更不可能爲了日本跟三國開戰，這事本來就是日本國不對。也就是說，英國和美國也不想因爲日本人刺殺俄國皇儲而引發世界大戰，更不會考慮日本人會不會因大量戰爭賠款而陷入經濟蕭條，他們督促日本人儘快了結此事。在英國、美國的斡旋下，除了賠款，日本政府被迫與中國、俄國、法國三國簽訂了喪權辱國的《東京條約》，其中規定：
一、日本立即解散剛招募的日本陸軍，今後日本只允許保留一萬人左右的陸軍自衛隊，不允許日本再開辦新的軍工廠，或向各國購買軍火或軍艦。
二、日本應允將各海口炮臺及有礙東京至海通道之各炮臺一律削平（這一條使得日本門戶大開）。
三、在東京、橫濱、神戶、伊豆、北海道等地增設通商口岸。
四、日本割讓長崎島及其附屬島嶼給中國，割讓南千島羣島給俄國。
五、各國保證日本天皇永遠統治日本。
最後一條，是大隈重信極力要求添加的，李經述覺得日本天皇保留下來，有利於以後控制日本，於是答應了大隈重信的請求。
不久，日本與中國、法國、俄國三國簽訂了《東京條約》，還有各種補充協議，這一系列的喪權辱國條約使得日本的明治維新後退了大約二十年，而沉重的戰爭賠款，大大拖累了日本的現代化進程，農民和工人的生活日益貧困，國內矛盾日益突出，國民的思想更加混亂，社會上的革命者漸漸多了起來！！