10月31日拂晓，日军从陆地、海上对德军防御体系进行了持续6昼夜的火力轰击。至11月6日，日军攻占德军中央堡垒，德军从湛山至海泊河防线崩溃。日本的水上飞机向被包围的港口投掷炸弹。11月7日，日军又向德军最后一道防线发起进攻。在炮火掩护下，日军先后占领太平山、青岛山和贮水山。德军全线崩溃，海军全部覆灭。
德总督迈尔瓦德克见大势已去，命炸毁防御设施，毁坏大炮，在观象山上挂起白旗，向日军投降。11月10日，日德双方开始谈判。16日，日军进占市区。从此，青岛从德国殖民地沦为日本殖民地。
