45师拿下福冈外围防御之后在城外休整了两天，而城内的日军部队也利用这两天的时间部署了防务。
城内日军第22师团师团长是大庭二郎，这家伙之前给山县有朋担任过元帅副官，日俄战争期间任第3军参谋副长，指挥旅顺攻略战。后备第2师团参谋长，近卫步兵第2联队长，陆军户山学校校长。1910年晋升陆军少将。后来在陆军步兵学校当任校长，还担任过步兵第11旅团长，参谋本部附，第3师团长、军事参议官，朝鲜军司令官等职务。
尽管在福冈城外的外围防线战斗中日军很快被华军突破防线，但是大庭二郎并没有表现出担忧的神色，他现在手上加上从海岸防线上逃出来的两千多人一共还有一万五千人，他将这一万五千人其中一大半部署在城内，另外一少部分安排在东北方向的城外，守住这条退路。
大庭二郎利用这两天的时间将整个福冈城内都部署了兵力，大街小巷都有日军兵力防守，有的日军躲在居民房子里，有的日军躲在街边店铺里，有的日军躲在高处控制制高点，还有人躲在下水道内忍受着臭气，除此之外，日军还在城内各交通路口设立了防御工事以阻挡华军的前进。
11月5日，45师对福冈城内发动进攻，上午战斗一开打，日军部队就完全放弃了城防，他们退守城内建筑准备与华军打巷战，华军随即跟在后面打进城内。
45师第二团第一营接到了进攻城内的任务，华军此前从未打过巷战。也没有进行过相关方面的训练，当然日本人也没有进行过这方面的训练。双方基本上都可以说是巷战菜鸟。
上午九点，45师第二团第一营各部突入城内。在装甲车的掩护下，士兵们端着步枪跟在装甲车后面小心翼翼地观察着街边和前方的情况。
除了坦克发动机的轰鸣声和士兵们的脚步声之外，再也没有其他的声音，那些日本居民可能躲在房子内，也可能已经全家拖家带口离开了，总之这城内看上去极为萧索，已经进入深秋的福冈城内大街上到处是枯黄的落叶，就连平时随处可见的野狗在这个时候都看不到一只。
前面路口有两个日军防御工事，工事内各有一挺重机枪和一些士兵。看见大队华军开过来之后，两个防御工事内的日军立即开火了，两挺重机枪喷射出恐怖的火舌，无数子弹打在装甲车上发出叮叮当当的声响，但却无法阻止华军的前进，这是路口两个三层楼的建筑上也开火了，一些日军居高令下向装甲车和装甲车后面的华军士兵们开火，华军士兵们受惊后纷纷躲在街边店屋檐下并开始还击。
华军装甲车上的机枪立即开火了，路口两个日军工事的火力立即被压住。沙袋堆积起来的简易防御工事在装甲车上恐怖的机枪火力打击下很快承受不住解体了，一时间砂石和泥土乱飞，躲在装甲车后面的几个华军士兵向那边丢过去几个手榴弹。
“轰轰轰轰”连续四声爆炸将两个防御工事摧毁了，一些日军士兵被爆炸掀翻出来。有的日军士兵则被炸死后尸体趴在沙袋上。
“轰”“轰”路口两栋三层楼的建筑上连续发生两声爆炸，躲在上面射击的一些日军全部被炸死，原来是华军后方有人用迫击炮向那两栋三层楼的建筑发射了几枚炮弹。
然而就在这时。情况突然发生了变化，从街道两侧店铺的窗户口突然伸出来许多枪管。有一支枪响了，紧接着许多枪管都喷射出火光。
“砰”
“砰”“砰”“砰”
一时间街道两侧传出大量的枪声。注意力都在前方的华军士兵们毫无防备，被突然袭击之下伤亡惨重，因为是左右两侧都受到攻击，因此很多华军士兵们都没有地方躲避，躲避了从左边射来的子弹，而躲不掉从右边射来的子弹。
在枪声大作的同时，还夹杂着大量的华军士兵的惨叫，一个连长凄厉地大叫：“所有人小心，他们躲在两侧店铺内，前方停止前进，停止前进，士兵们全部背靠背给我反击，反击，机枪压制对方火力”。
在这种情况下，即便是华军如此训练有素的军队都被打了一个措手不及，但华军不愧是训练有素，很快阻止起来，大量华军士兵背靠背聚集在街道中间，互相掩护射击，只有这样才可以减少伤亡，即便是找掩体躲避也无法避免被从另外方向射来的子弹，唯有背靠背向对面街边店铺射击才能压制敌军火力。