当晚，步三团先锋一营、二营抵达永州城外，与海军先锋取得会师。
了解到海军打了胜仗，步三团副团长王玉宝心生一计，找到海军方面负责人、内江舰队司令许朝阳，说道：
“许司令，按计划，我们要一起会攻永州。今日湘江一战，海军把湘军水师打得打败。我想兵行险着，率步三团先锋先行北上，进攻冷水滩要隘。
“第一，骑兵团走驿道直扑冷水滩。按照骑兵团的速度，顾及到沿途的敌人，明日估计可以到达冷水滩。冷水滩乃驿道、湘江相汇之处，水陆要冲，地位紧要。
“骑兵团缺少重火器，驿道两旁山势险峻，易守难攻。不如让我步兵一营、二营北上冷水滩，与骑兵团一起，给冷水滩之敌来个前后夹击。
“第二，驻防永州的彪字营，前夜过来劫营，被我军挫败，损失惨重。湘江、包括湘江西岸，已经我军控制。彪字营退守湘江东岸，以永州城为凭恃，企图负隅顽抗。
“我步一营、二营前去冷水滩后，三营、团直属队明早就会走水路过来。许司令这边，可以海军战队、步兵三营、团直属队做攻城主力，料想可以克城。
“第三，我去冷水滩，相当于抄袭了彪字营的后路，亦能减轻永州之战的压力……”
“老王”，许朝阳打断了王玉宝的话，说道：“你带三团先锋去冷水滩，对战局更有好处，不必呆在永州浪费时间。陆战队有一个联队两干人，攻打永州足够了。
“你去冷水滩，我来安排内江舰队的运输船，让你们乘船过去。9艘50吨级的铁甲舰，我调6艘到冷水滩前线，为你们陆军助战。”
王玉宝喜出望外，说道：“许司令，我代三团谢谢你！”
次日一大早，许朝阳调兵遣将，开始进攻永州府城。
和当时大部分南方城池一样，永州城临水而建，位于湘江东岸，潇水与湘江在此交汇。因此位置紧要，湘军并未阻塞航道，革命军战船可以畅通无阻地在湘江航行。
湘江西岸的湘军营垒，已被步三团悉数攻破，田兴恕带着败兵，撤往了冷水滩。吴坤修则退回永州城，企图负隅顽抗。
上午八时，海军陆战队吃过早饭，开始渡江。负责进攻永州城的，主要是陆战队一支队第二联队，共有兵力两干余人。
湘军水师都退向了下游，革命军掌握着制江权，得以直趋永州城下。
永州守将吴坤修，前夜带着彪字营夜袭革命军，偷鸡不成蚀把米。他听从田兴恕劝告，把守军撤回城内，企图依靠城墙固守，躲避革命军的优势炮火，减少自身伤亡。
除此之外，湘军只在城北山岗上布置了一营兵马，用来掩护退路。
陆战队乘船渡江，逼近永州西门，受到湘军炮火阻击。革命军大部分铁甲舰去了冷水滩，火力减少，炮火压制效果受到削弱。而湘军居高临下，方便在城头上轰击铁甲舰，杀伤甲板上的水手、炮手。
尽管如此，许朝阳还是下令进攻西门。西门靠江，离湘江最近，方便革命军进攻。他手下兵力有限，选择西门最为方便快捷。
这里也是湘军的防御重点。西门外有接官厅、商铺、码头等设施，为防止革命军利用西门外的房屋攻城，湘军已将接官厅、商铺、码头等屋舍烧成瓦砾。
攻城方法简单而粗暴。许朝阳把三艘00吨级铁甲舰调至永州城外的湘江上，使用船上的05主炮轰击永州城墙。
海军50吨级铁甲舰，主炮为75榴弹炮；00、200吨级铁甲舰，主炮为05榴弹炮。黄埔造船厂正在研制的500吨级铁甲舰，将装备最新的50口径的榴弹炮作为主炮。
05舰炮使用穿甲弹可以对付普通砖石城墙，使用杀爆弹可以对付普通夯土城墙。
4年，中国南方发生特大洪水，由此而引发了天地会起义、太平军起义等一系列事件。当时的湖南，很多城市的城墙被洪水泡得坍塌，永州亦不例外。
太平军金田起义后，从广西进入湖南，专意金陵。直到那里，湖南各城市的城墙仍未修缮。当年太平军之所以奇袭长沙，也是听说长沙城墙坍塌，足以乘虚而入。
虽说永州乡绅集资修缮过城墙，但当时经费紧缺，维修城墙应付差事，修缮得并不彻底。
革命军使用05主炮，配以爆破弹轰击城墙。于此同时，两干多名陆战队员，在炮火掩护下，登陆湘江东岸，在西门外建立了迫击炮阵地。
随即，陆战队挑选了一百个敢死队员，人手一支步枪、一支手枪，抬着云梯在西门外的屋宇残骸旁待机。半个小时后，在炮火的轰击下，永州城墙西门处坍塌，出现一段五十米长的缺口。
湘军守将吴坤修试图指挥城内军民填补缺口，但革命军战舰上的炮火又猛又准，城内军民无法靠近城墙缺口。无奈之下，吴坤修只得在附近城垛部署火炮火枪，预作抵抗。
陆战队没有重火器，负责攻城的第二联队只有32门40迫击炮。迫击炮连迫近西门缺口，使用开花弹轰击城头上的湘军，对湘军士兵造成很大伤亡。
敢死队则迅速行动，在迫击炮的掩护下，向缺口处猛冲。他们把云梯架在护城河上，爬过云梯，逼近至城墙缺口五十米处。
直到这时，迫击炮炮火掩护才停止。一百多名敢死队员一拥而上，通过缺口冲上永州城墙。
吴坤修也不怂，指挥彪字营抵御革命军敢死队，两军短兵相接。
湘军人多，革命军人少。眼前湘军潮水般涌了过来，敢死队长大喝道：“成三三制队形，先用手枪，给我狠狠地打！”
三三制队形，是革命军的重要战术原则。每三人组成一个战斗小组，三人分工明确，分别负责进攻、掩护、支援。战斗小组进攻时，两名士兵在前，组长在后，呈三角阵型，
每三个小组为一个战斗班。班为基本战术单元，由班长统领。
每三个战斗班组成一个战斗群，进攻时呈“散兵线”队形展开，以排长为统领。
这种三三制战术，适合近战突击，被杨烜命名为三三制战术，取材于四野在解放战争时的战术经验，由杨烜亲自教授给革命军。
作战经验表明，三三制战术可以在进攻、支援、防护上取得最优效能，在冲锋、巷战时屡试不爽。
陆战队敢死队只有一个连的兵力，在三三制战术的加持下，一百人发挥出三四百人的效能。
一百多个敢死队员，纷纷掏出手枪，对着当面的湘军猛烈射击。左轮手枪可连续发射，每个弹仓可容六子弹，是革命军近战的利器。
密集的手枪弹雨后，湘军撂倒一片。敢死队趁机爬上两侧城头，扩大成果。他们打完了一个弹仓，来不及换弹，便换步枪与湘军交战。步枪上提前装有刺刀，即可与敌白刃战，也可用子弹射击敌军。
城墙下，更多的陆战队员，携带着木板，在云梯间搭了个简易桥。陆战队员纷纷涌入城墙缺口，加入了混战。
纵使吴坤修的湘军拼死抵抗，也挡不住陆战队员的进攻。湘军武器不如革命军，战术不如革命军，根本就挡不住如狼似虎的革命军。
湘军无法封堵城墙缺口，陆战队员如潮水般涌入永州府城。