山县有朋和寺内正毅协商之后，下令37师团的残部在土浦就地布置阵地驻守，任务是延缓人民军的进军速度，而准备在驻离东京约30公里的守谷挡住人民军的进攻，驻守守谷的是负责东京内线防御的42师团，同时又调守工东京西面外围的40师团增援，确保有2个师团守卫守谷。因为守谷是东京的北面门户，一但守谷再失守，东京也就门户大开了。又调39师团从西北面威胁人民军的侧翼。而且为了让士兵死守阵地，山县有朋又下令成立督战队，从阵地后退的士兵，可以就地击毙。
布置虽然安排下去，但山县有朋和寺内正毅心里也没有底，因为军队的布防是需要时间的。不过人民军攻占了石冈之后，并没有立刻进攻土浦，而且沿海岸线进攻，占了水户北部的那珂和南部的茨城町，这也是为了保护登陆的地点，不过这样一来，给日军赢得了3天的时间，不仅让日本布置好了军队，而且还有一个师团赶到了东京，成为第一支援助东京的军队，尽管只有一个师团，但对东京军民的士气提升是有很大的效果。
而就在这时，人民军向土浦发动了进攻。而山县有朋考虑到，土浦本来就不是日军计划驻守的位置，只是为了争取时间，而现在日军的守谷防线己经得到了加强，因此守不守土浦已经意义不大了，而且驻守土浦的37师团是目前本土日军中的精锐部队，如果在守卫土浦的战斗中损失较大，就不划算了，因此山县有朋最终决定，放弃土浦，将37师团撤回到守谷驻守。
随后人民军集中了大约2.5万军队，向守谷发动了进攻。
这一次进攻，日军表现得比石冈要顽强得多了，在人民军强大的炮火轰击下，仍然死死的守在阵地上，在人民军发动冲锋之后，日军更是前赴后继，一批一批的填补进来，倒下一片又上来一片，几乎是用血肉之躯堵住人民军的进攻。结果在第一天的战斗中，日军伤亡了5000余人，但却守住了阵地。
而在第二天，人民军的攻势更猛，火力更强，日军渐渐的有些抵挡不住了，于是有些部队被迫从阵地中撤退下来，山县有朋设立的督战队毫不手软，当场枪毙了百余名军官士兵，也极大的震摄住了日军。眼见撤退无望，日军只能在阵地中死守不退，有的阵地整支中队，甚致大队的士兵都战死在阵地上。
于是又经过了一天的激战，虽然日军失去了几个局部的阵地，但在总体还是稳住了防线。
第三天，人民军似乎耗尽了锐气，进攻的强度也远远低于前两天，而且草草就收兵撤退。
第四天，人民军并没有再发动进攻，原来是从东北赶来增援东京的第45师团威胁到水户，因此人民军也被迫退军。
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