在日军左路纵队猛攻虎山阵地的同时，日军右路纵队也从宿营地出发，向威海的南帮炮台进逼。按照事前的部属，右路纵队由第六师团组成，师团长黑木为桢将全纵队分为左、右翼支队和预备队三个部分：
左翼支队以步兵第十一旅团长大寺安纯陆军少将为司令官，率步兵第十三联队主力、步兵第二十三联队第一大队、骑兵第六大队部分兵力及山炮第六大队，集中兵力攻占南帮炮台之陆路炮台，为进攻南帮海岸炮台开辟道路；右翼支队以步兵第十三联队第一大队长渡边之步兵少佐为司令官，率步兵第十三联队的第一大队及山炮第六大队的一个小队，沿海岸佯攻南帮炮台东侧，以为牵制；预备队则包括步兵第二十三联队主力、骑兵第六大队主力及海军陆战队，集合于鲍家村以西待命。
摩天岭是威海南路群山中最高的山峰，也是防御南帮炮台群的最险要之处，易守难攻。摩天岭炮台修在峰顶，可谓是炮垒巍峨，高耸入云，日军若来进攻，须仰头才能望到。这里的炮台离海岸炮台稍有距离，位于防御长墙的最前边，日军进攻时首先便要跨越此处障碍。除了峰顶主炮台外，摩天岭附近山头还有几座炮台相互支持，各炮台有沿山构筑、蜿蜓曲折的长墙相连，有点类似于长城的防守模式。
不过，摩天岭炮台只是战争爆发后临时修筑的炮台，而非永久性的防御工事。这个炮台位于摩天岭顶巅的平坦处，仓促之下，主要是以环形土堆筑成，炮台每隔十多步便留有一个垛口，以备炮手瞄准射击。炮台的正北面，留有一个口子，供士兵们出入。为了更好地防御炮台本身，炮台边缘挖了一道环绕的深堑，并在沟外堆积鹿砦，四周遍布地雷，以防敌人突然来扑。
负责炮台守卫的是巩军新右营，营官是素能打仗、人称“硬汉子”的周家恩。巩军新右营是甲午战争爆发后新招募的士兵，原驻长峰村，后来才调到摩天岭。摩天岭炮台上设有80毫米口径的行营炮8门，虽然敌众我寡，但士兵们在周家恩的率领下，士气高昂，随时准备给来犯之敌予以痛击。
当日拂晓时分，周家恩和守台士兵刚刚吃完早饭，日军前队便已经冲到了山脚下。周家恩闻讯后，把碗往台子上一撂，大声喝道：“弟兄们！
养兵千日，用在一时，咱们吃了朝廷的皇粮，就该好好跟日本人干一仗！
平日里这外面的人都只知道咱们的舰队，这次也该轮到我们这些炮台士兵们表现表现了，可别让人小瞧了咱们！”
士兵们听后个个斗志昂扬，他们一个个冲出营房，架枪的架枪，瞄准的瞄准，搬运炮弹的搬运炮弹，誓与敌人决一死战。
上午7点半，日军左翼支队司令官大寺安纯来到山脚下，他满不在乎地看了看山顶的炮台，随后亲自下令：“进攻！”
在各级指挥官的督促下，日军士兵向炮台发起了潮水般的冲锋。与此同时，摩天岭和周围炮台的大炮也发出雷鸣般的怒吼，炮弹如闪电般向日军飞去。激战之中，只见山下各地腾起阵阵乌云，炮弹在日军的头顶和脚下一起炸响，所炸之处，日军纷纷倒地。
大寺安纯见炮台的大炮确实厉害，于是下令各队散开，齐头并进，像撒网似的向摩天岭炮台前进。由于摩天岭一带地势险要，日军进攻需要翻山越岭，难度极大。而且，进攻开始后，周围的炮台如杨枫岭炮台也纷纷发炮助威。炮台开战后不久，北洋舰队的“定远”等舰艇也闻声赶来，各舰艇驶近南帮炮台，从海上炮击日军。
在清军交叉炮火的猛烈打击下，日军死伤惨重。大寺安纯见首战遇挫，十分恼怒，他拔出指挥刀，亲自督战，嘴里还哇哇地叫着：“敢后退者，斩！”在各级指挥官的严令之下，日本兵只得发挥武士道不怕死的精神，冒着清军猛烈的炮火奋力登山。由于日军人数众多，所以他们在付出了一定代价后，终于爬过了鹿砦，进入清军的布雷区。
日军还没有来得及高兴，忽然“轰”的一声，有如天崩地裂，黑烟直冲云宵。原来，日军踏响了炮台守军预先埋设的连环排雷，顿时雷轰不断，整个摩天岭都为之动摇。爆炸声中，泥块、石头、夹杂着日本兵的残肢断臂，如雨点般纷纷落下，顷刻间，便有几十名日军魂归西天。眼看着自己的同伴被炸得四分五裂，后面的日军一个个吓得面无人色，纷纷抱头鼠窜，向后紧急撤退。
在山脚下督战的大寺安纯看见三个大队的人拼死爬了上去，结果被地雷一炸又乱哄哄地逃了下来，气得鼻子和眼睛都歪到了一边。他拿起指挥刀，大声喊着：“后退者斩！死了死了的！”随后，大寺安纯冲上前去，亲手斩杀了一个后撤的士兵，以严明军法。
无奈之下，日本兵只好再次拼死发动攻击。激战之中，营官周家恩脸色坚毅，他带着士兵们以居高临下的地理优势沉着迎战，毫不懈怠。尽管日军“嗷嗷”叫着冲锋了好几次，但都被周家恩的官兵枪炮齐发，硬生生地给打了下去。即使有个别的日本兵冲过清军的弹雨并突破了地雷阵和深堑，但也被周家恩派兵用大刀砍死了。激战了近一个时辰后，清军大旗依然在山顶迎风飘扬。
由于摩天岭屡攻不下，大寺安纯也是又羞又恼，十分郁闷。要知道，守卫摩天岭的只有500士兵，而他手里有好几千人！见正面攻击无效，大寺安纯狠狠心，将手里的士兵全部押上，分别从西、南、东三个方向蚁附攀登，无论如何，都一定要攻下摩天岭。
这时，日本联合舰队也在海面上相继加入了战斗。在伊东佑亨的率领下，日本联合舰队的“筑紫““赤城”“摩耶”“爱宕”“武藏”“葛城”“大和”及“鸟海”8舰从威海口外驶近，向南帮炮台、刘公岛东泓炮台和日岛炮台发炮攻击，以牵制北洋舰队和其他炮台，并为日本陆军的进攻创造条件。
在日本舰队的鼓舞下，日本兵再次不要命地从三个方向往上冲击。这一次，日本兵也是杀红了眼，他们冒着雨点般的子弹往上爬，看起来是势在必得。周家恩营的士兵虽然也已经死伤不少，但剩下的士兵依旧毫不相让，奋力杀敌。在清军的猛烈射击下，日军虽然不断有人倒地身亡，但依旧像是一群蚂蚁一样疯狂地向上冲。
由于日军前几次冲过鹿砦，并已经踩踏了地雷阵，所以此时的危险系数已经大大降低，加上在刚才的激战中，周家恩营的士兵们因减员而火力大不如前。因此，这次日军终于冲上了摩天岭的峰顶，并开始接近炮台所在地。
面对汹涌而来的日本兵，已身中数弹的周家恩毫无惧色。由于日军已经接近炮台，大炮已经失去了威力，于是周家恩召集剩余的士兵，说：
“弟兄们，这次我们没有退路，只能和鬼子拼了！来！大伙听我的，上大刀，一旦鬼子冲上炮台，就给我用大刀狠狠地砍杀！”说完，周家恩抹了抹脸上的血和汗，率先把大刀插到了自己的背上。剩下的士兵也纷纷拿出大刀，准备和日本兵进行白刃战。
日军如蝗虫一般冲了上来，尽管周家恩率士兵连连射击，终究是寡不敌众，日军从三个方向逐渐接近了炮台。在这危急时刻，周家恩大吼一声，拔出背上的大刀，率先向日军冲去！士兵们见状，也纷纷举刀，跟着周营官往前冲杀。
见周家恩等人冲杀而来，日本兵吓得慌了神，纷纷后退，那些后退得稍微慢一点的日军士兵，就被周家恩的士兵们当场砍杀了，而有的日本兵在慌乱之下，甚至滑落山下。
但在赶走了一批日军后，另一方向的日军又接近了炮台。周家恩只得率士兵冲回炮台，再次联合炮台内的士兵们同日军展开白刃战。刀光血影下，周家恩率士兵们再次全歼了来犯之敌。尤为可敬的是，一个日本兵上来后，将清军大旗砍倒，周家恩营的士兵见后，疯狂地扑了上去，狠狠地将这个日本兵打倒在地，一刀砍死，随后又奋力竖起大旗。不料这时又上来一个日本兵，将此清军士兵开枪打死，染血的大旗再次倒下。所幸这次冲击上来的日军迅速被全部歼灭，刚刚倒下一会儿的清军旗帜，虽然被日军的炮火打出了几个大洞，但依旧骄傲地重新飘扬在摩天岭之巅。
正在山下督战的大寺安纯见清军大旗倒下，正喜不自禁的时候，突然又见旗帜重新竖起，心里十分纳闷。战斗的结局是残酷的，由于日军进攻的人数远远超过了清军士兵，日军的每次冲击都造成了周家恩营士兵的减员，由此，日军也一步步占据了优势。尽管如此，在营官周家恩已经战死的情况下，剩下的士兵们依旧没有放弃炮台的打算，他们静静地等待着，等待着日军的下一次冲击！等待着最后的杀敌时刻！
血战了近4个小时之后，在当日上午的10点前后，摩天岭炮台上的喊杀声逐渐小了下去，最后终于停止了……炮台上的清军大旗倒下了，周家恩和他的500名官兵已经全部壮烈殉国，他们都倒在了自己防守的炮台之上。
周家恩和他的士兵们，没有一个人逃跑，更没有一个人投降，他们全部战斗到最后一刻，以一种最壮烈的方式为国捐躯，他们是令人敬佩的英雄。
