日軍依仗武器精良，一遇上就用山炮向義軍猛轟，迫使義軍後退。下午3時，日軍主力進至大湖口車站，義軍的抵抗更加猛烈。
日軍正規軍的攻擊第一次在農民麵前被挫敗。
據日方記載：“位於停車場右方海岸上的村落裏有兵營，第一中隊第三小隊向兵營逼近射擊，雖然數次發起衝鋒，但敵軍據壘壁頑強抵抗，我軍不易攻占。第二中隊第一小隊向前助攻，炮兵亦前往支援，直至次日晨仍未攻陷。”
本以為義軍不難一舉驅散，聯隊長阪井重季根本沒用力做出象樣的攻擊部署，隻下了個基本上數條全是“搜索前進”的命令。現在，打了半天加一宿，連個湖口車站都拿不下，隻好下令停止進攻，重新組織。
日軍拿出老辦法，就是悄悄繞過湖口，迂回進攻新竹。
22日上午11時，日軍出現在新竹城下，以機關炮隊掩護步兵發起衝鋒。
危急關頭，敗類出現——戰前還信誓旦旦的新竹知縣王國瑞卻跟著提督首茂林二營早早跑路，棄城內渡了。
這種坑人的玩意還不如沒有，關鍵時候總是搞自己人一個措手不及。守軍隻剩下吳湯興義軍據城奮力抵抗，但終抵不住日軍的猛烈轟擊，犧牲五十餘人，為避免過多的傷亡，隻好暫時撤出城外。
新竹就這樣被日軍和敗類合力攻下了。
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日軍以為占據新竹城，台灣北部局勢可定。但事實上，侵入新竹日軍反倒已處在義軍的包圍之中。
樺山資紀和北白川能久都被連日勝利所鼓舞，更加認為義軍也不過是烏合之眾，不難一舉蕩平，“以為台灣不過手掌大小之地，以一旅之眾即可一舉殲滅”[ 大槻正秋《台灣征討史》]。24日，北白川便命令近衛混成第二旅團長山根信成：繼續南進。
令樺山和北白川都沒有料到的是，日軍不僅難以進兵新竹以南，而且連新竹以北的局麵也難以控製了。
日軍鐵蹄踏過的地麵上，不代表就沒有火焰燃起。
23日，即日軍占領新竹的第二天下午，日軍設在中壢的兵站部突然遭到義軍的襲擊。
義軍三百多人從東、西、南三麵包圍日軍兵站部，勇敢地突進至150米距離上進行射擊。日軍第三中隊把機關炮都用上了，義軍都沒有後退。兵站部派騎兵突圍赴桃仔園請求增援，也被義軍堵擊。相持至下午七時，義軍才停止進攻，撤圍退去。
兵站雖然保住了，但這一場戰鬥卻是極為罕見的，令日軍相當震撼的。這種震撼實如《東京日日》報特派記者所記：“去年日清戰爭期間，兵站線長達五百餘裏，所沒兵站亦不少，卻從未遭遇敵軍如此猛烈之襲擊。”[ 《日清戰爭實記》]
看來，後方補給兵站線以後再不能平安無事，得戰戰兢兢地過“後方”的日子了。
前方作戰部隊也不安全。25日，北白川能久發布“南征”令的第二天，日軍又遭到兩次襲擊：
一次發生在頭亭溪。近衛騎兵小隊加上步兵第一聯隊第六中隊，算得上是出動重兵，自台北護送糧食前往新竹。進至頭亭溪村時，忽然遭到竹林中火力的猛烈射擊。
日軍包圍竹林，衝進去，義軍又進入民房，利用牆壁上的槍眼射擊。日軍再向民房發起衝鋒，但以磚石砌成的牆壁十分堅固，槍彈根本打不透。後來日軍縱火焚燒民房，才將義軍驅走。
南行兩公裏，又有一批義軍攔截，仍然是利用民房牆壁的槍眼打擊敵人。土石壘成的牆壁十分厚實堅固，槍打刀劈沒用，騎兵和步兵對之毫無辦法。見傷亡增多，日軍再次使出毒招，縱火焚毀民房。
一路上，這支日軍護糧隊步步被阻，隻能緩慢地向新竹移動。
義軍並不止是藏著等鬼子上門，他們也會找上門來的。
25日這天，新竹那邊也受到了襲擊，義軍竟然敢來攻堅，打鬼子的陣地。
這是義軍第一次反攻新竹。大約有五、六百人向日軍前哨逼近，雖然形式上還有些原始，“扛旗敲鼓”，但槍法準確，“猛烈射擊。(日軍)哨兵知眾寡難敵，以信號求援。”[ 《日清戰爭實記》]近衛步兵第二聯隊長阪井急派一個中隊應戰，使用了優勢的機關炮隊向義軍排擊，但對占據有利地形巧妙隱蔽的義軍毫不奏效。日軍趕忙又調山炮前來轟擊。
戰鬥一直持續到下午4時多，義軍才停止攻擊退去。
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仿佛無處不在的義軍讓鬼子陷入了遊擊戰的迷宮，處處小心、但還是把不定在哪兒就會衝出一撥人、打來一陣子彈。
這種戰法的厲害，讓日軍初次品嚐到滋味，便有些首尾難顧。直到抗日戰爭之後，日本人才有了一個準確而深刻的定義性描述——
“遊擊隊，自古以來是在心理上給敵人造成壓力的勢力，往往會被估計過高。”[ 陸戰史研究普及會《朝鮮戰爭》]這才是鬼子經過長期的切身體會得出來的“很痛的領悟”吧。
由於義軍行動蹤跡難以捉摸，所以，無處不在的危險，心理的震撼，被放大的恐懼，使少數兵力便可形成“風聲鶴唳，草木皆兵”的效果。
這種恐懼可能是自與大清開戰以來最強烈的一種。