经过讨论，野津道贯再次做出了“二策并行”的决定，即以三分之二的兵力继续围攻熊本，三分之一的兵力南下，扫清南九州，“剪其羽翼”。》小說，
接连三天强攻的失败，使政府军首脑们清醒了不少，
之后政府军调整了部署，主力开始向北移动。第四旅团向山鹿方面进发，第一旅团向田原坂方面进发，第二旅团以及第六第七联合旅团向木留进发，第三旅团则负责守备海岸线。留下围城的部队由第五旅团新任旅团长山田显义少将指挥，兵力为第二、三、四、五、七旅团的一部以及协同队等，总计十六个大队，总数约30000人。
早在8月13日，九州岛南部的萨摩防军收到参谋本营的增援命令。14日，回鹿儿岛募军的宫崎八郎率新募军从鹿儿岛出发。17日下午四时从人吉出发，夜十一时达到电信局，得知政府军已进入熊本县境内。19日，宫崎八郎率军北上。20日，宫崎八郎制订了间道行进、在熊本城南与城内相呼应的方针。21日，宫崎八朗急行军出发，夜里到达南关。部下平野正助率领的部队向山鹿，相良五左卫门、新纳清一郎率领的部队向高濑进发。
22日早六时，宫崎八郎从南关出发，在高濑稍事休息后，下午一时向植木前进。到达木叶时，乃木在木叶车站外与另外两支部队汇合，得知了熊本被围攻的消息，于是改变了原先的计划。决定取道高濑。全军进入熊本城助防。然后继续南进。前进到了植木。另一方面，政府军也得知了萨摩军南下的消息，派出第五旅团和第四旅团前往植木以南的向坂阻击。宫崎八郎派出小部队侦察，得知政府军向大漥退却（估计这是政府军的小股侦察部队），他命令全军南进至向坂，在此构筑阵地，展开散兵线待敌。
萨摩军展开散兵线时，已经是傍晚六时。宫崎八郎在日记中说当时“夕晖已没，狗吠远传，四边萧然”。政府军在黑暗中等待着萨摩军的攻击，然而没有想到是萨摩军为了节省弹药，乘着黑夜悄悄摸近，打算以白刃战解决问题。政府军先发现了萨摩军的动向，开始射击，萨摩军佯装退却，却将精锐的拔刀队埋伏在道路两侧。追击的政府军遭到拔刀队的突然攻击，狼狈退却。随着战斗的展开。行军中掉队的萨摩军士兵也陆续加入战斗，向政府军拼命射击。激战中。萨摩军的左右两翼迂回到政府军的侧后，对其进行侧射。政府军一时大乱，开始溃退，军官下令烧毁弹药物资，然后后撤到千本樱一线。当时，政府军第十四联队河原林雄太少尉十余名士兵他负责守护联队旗。然而在混乱的后卫战中，河原林少尉却被萨摩军杀死，政府军第十四联队的队旗也落入萨摩军手中。
此战政府军投入4000人，萨摩军则约5000人。虽然双方的伤亡均不大，萨摩军战死300余人，伤125人；政府军战死402人，伤225人。然而政府军焚毁物资，狼狈退却，还被夺走了联队旗，无疑是很丢人的败仗。宫崎八郎率领外围萨摩军的胜利对在熊本城攻防战中沮丧下去的萨摩军士气是一个极大的鼓舞，萨摩军还特地将夺来的第十四联队旗挂在阵前，耀武扬威。
植木之战的当天，政府军的第一、第二旅团到达了田冈，然后急速南下。政府军还将北面的部队增加到六个大队，一路从本道，另一路从山鹿口，向高濑进击。23日，双方在木叶爆发了战斗。政府军的兵力为六个大队12000人，萨摩军也投入了9000人。这一战仍以政府军的失败而告终。政府军将主力放在木叶川沿岸与萨摩军的神宫寺队对峙，然而没有想到萨摩军从木叶山一线迂回了过来，横扫政府军的侧后。政府军被击溃，各部完全丧失了指挥，溃不成军，四散奔逃，政府军指挥官山治元治少将本人也差点陷入萨摩军的包围中，亏得运气好，才得以脱身。《西南记传》中这样记载：
“萨军数千人早已自木叶山迂回，以掩杀稻佐背面，辎重搬运的役夫，惊惶狼狈，弃车而走，官军亦崩溃。正面之萨军，乘势乱进，其状如洪水决口，绝难抵挡。山治少将欲将溃兵集结于后卫线，急驱就其地，偶有萨军处稻佐之歧路，加以狙击。坂谷大队长率兵卒两名，进战而死。时正黄昏，冻雨扑衣，硝烟塞面，咫尺之间，不辨敌我。两军混斗，白兵相逼，乃至赤手相博。真是一副活修罗场，其惨其凄，难以名状。”
“官军久苦战之，山治少将以其马既疲，换其吉平大佐之马。偶中弹丸，苦嘶奔逸，将陷敌中。未几，马毙，少将坠地。萨军挥铳迫之。大桥联队长以身翼蔽少将，因而陷入重围之中，白刃乱下。摺泽上尉亦鼓勇返战，遂中数弹。少将得间走，与一队共涉木叶川，得以到达寺田山。”
“官军败战又败战，未遑整顿队伍，而萨军尾击又急。依功力上尉、中山中尉等收拾溃兵数十，阻击稻佐之萨军。”
这一战政府军的具体伤亡并无准确数字，山治元治在当天的日记中也只是说：“本日大战，大桥联队长、吉平大佐战死。”大概是败得太惨，有意回避。
由于外围作战的失败，政府军对熊本城的合围也因此而打破，野津道贯冷静判断了局势之后，下令继续强攻熊本城，
从当时的兵力对比看，熊本一带的政府军至少城内的萨摩军多四至五倍，居于绝对优势。如果日本政府军与俄军密切配合，实行分割包围的战术，有可能将分兵把守熊本城内外的萨摩军各个歼灭。但由于野津道贯一心想要由政府军拿下萨摩军最后的堡垒熊本。以致丧失了有利战机。
9月2日。由永山弥一郎率领4800人。从长崎乘船前来增援熊本。政府军前来截击。野津镇雄亲自督战，所部政府杀伤萨摩军1000余人，夺得大炮两门，令一路政府军绕到侧后进攻，永山军两面作战，表现极为英勇。7日，政府军一再增援，永山军于血战七昼夜后失利。全军溃散，永山弥一郎见事不济，掏钱买下了一间民房，**于其中。桐野利秋在得知永山死信之后慨叹：“我军丧失了一员无可替代的勇将。”永山弥一郎是在讨论起事问题时最反对举兵的人之一，而他的死，却并不见得比曾斥责他为“胆小鬼”的筱原国干，来得懦弱半分。
尽管战局不利，但萨摩军诸将依然率军英勇奋战，为了防止切断长崎与熊本间的陆上通路，贵岛清率领一队萨摩军出城。与14日起与政府军大战，击毙政府军甚多。左路中岛健彦部与边见十郎太部。于15日抵达海岸一带，掩护民众撤离。为了防止政府军来袭，萨摩在此处修筑了一座临时炮台，集中了带出来的所有大炮，派阿多壮五郎率1000余人防守，熊本守军则下降到了33000人，而政府军集结的攻城部队则达到了约60000人。
政府军从17日起，为打通进入熊本城的通路，连续四天猛攻熊本东门，并以80门大炮支持，势在必得，结果被筱原国干所部逐次击退。21日，政府军再度集结猛攻，并由俄军出动哥萨克马队千余人包抄，血战近五小时，终因城门内棉花仓库起火，东门陷于敌手，筱原国干率军退守堤头。此役萨摩军监军伊东直二阵亡，筱原国干所部伤亡3000余人，守卫东门的萨摩军官兵几乎全数阵亡于阵地之上。政府军伤亡近5000余人，道路上叠尸重重，人马几不能行进。
政府军进攻东门时，亦分别攻击光明寺、有马台、胜古神社一带，分别遭别府晋介、西乡小兵卫部击退。22日，林逸青又率奇兵队在南门击退了政府军的进攻。至此，萨摩军已与政府军血战12日，据外人记载：“萨兵虽少，皆拼死向敌而战，最可畏者，林逸青所部奇兵队耳；盖林军有进无退，每为各军之先，虽受枪炮，前者毙，后者又进，其猛处诚有非他军所可比拟者。”
23日，政府军援军21000余人在山县有朋的率领下进抵熊本。野津道贯随即召开军事会议，决定继续强攻熊本。会中将熊本战区重新分配，野津道贯军负责熊本西、北、南三面，以南面为主；山县有朋军负责东面，并阻止长崎方向前来的萨摩军援军。
25日至28日，桐野利秋亲率所部轮番与日本政府军大战，政府军不敌，伤亡惨重，被迫后退，桐野利秋一度收复了东门。同时，野村忍介亦率军击退进攻北门的政府军，并一度夺回外围的阵地。萨摩军前锋河野主一郎所部在艳坂与政府军苦战，连续八昼夜，彼此伤亡均极为惨重。后路村田新八率炮兵四面游击，增援各部，对政府军杀伤甚重。桐野利秋和林逸青分派各军在巷隘严防。此时虽然经过连日激战，熊本守军伤亡很大，但士气仍然高涨。
但此时，在野津道贯的一再申请下，又有14000人的政府军（随带火炮69门）进抵熊本，这时进抵熊本城下的政府军总数已经接近了80000人。29日拂晓，政府军于光明寺南路修筑炮台，三面猛攻萨摩军阵地。次日，又以巨型臼炮再攻，萨摩军以75毫米炮12门，120毫米炮6门还击，双方炮战正酣之际，林逸青率奇兵队300人趁机冲入政府军炮兵阵地，击毙政府军511人，炸毁重炮3门。山县有朋得知林逸青现身，立刻命令山川浩大佐率拔刀队前去截杀林逸青，但山川浩到达时，林逸青已然率部下退走，只留下一地的死尸和毁坏的火炮。
10月1日，政府军援军12000人重新发动进攻，并在城门外架炮向城内轰击。林逸青再次亲自率兵夜袭。政府军撤退。第二天。山县有朋不顾伤亡又一次发动进攻。又被击退。
10月3日，政府军兵分三路大举进攻，筱原国干亲至阵前督战，政府军集中炮火猛轰，萨摩军炮兵因连日激战，弹药不足，炮火很快被政府军压制，阵线动摇。筱原国干身着黑色军服，披红披风，手执战刀，骑于马上，往来奔驰指挥，山川浩认出了筱原国干，通知了山县有朋，山县有朋下令向筱原国干所在的方向射击，政府军枪炮齐射，一时间弹如雨下。筱原国干身中三弹，犹奋力砍杀敌兵。死战不退，左右劝其暂避，筱原国干言曰：“此致命遂志之日也，虽及死不得退此一步。“，未几，乱枪射来，筱原国干，遍体鳞伤，衣袍尽赤，犹奋臂指挥督战，最后飞弹洞胸，坠于马下，殁于阵中。同时殉难者尚有越山休藏、松谷英孝等武士首领。不过萨摩军并未因丧**为实际前敌指挥的筱原国干而受挫败，依然奋勇冲杀，取得了此次战役的胜利。亲历此战役，作为萨摩军同盟的熊本武士首领池边吉十郎有诗：“君不见熊本之险险于城，突兀摩空路峥嵘。烟笼高濑川边水，风卷三岳峰上旌。一朝传警笑相待，忽闻千军万马声。硝烟为云弹为雨，壮士一命鸿毛轻。呐喊声和巨炮响，山叫谷吼乾坤轰，炮声绝处松声寂，一轮皎月照阵营。”就是这次激战的真实写照。
筱原国干的尸体被送回西乡隆盛所在的参谋本营时，依然裹着如血一样殷红的斗篷。西乡隆盛看到筱原国干的尸体，悲伤难禁，失声痛哭。志在“征伐四方”的筱原国干终战殁于故乡的土地上，而更多如筱原国干一样的交战双方的日本武士们，还要继续担戈披甲，在弹雨纷飞、炮石交坠的战场上为日本武士最后的荣光奋战争先。
从10月2日至4日，交战双方几乎每天都组织数千人规模的进攻，战斗相当激烈，在日本政府军的猛烈进攻下，萨摩军因兵力军火不足，渐渐处于下风。10月5日那天，政府军第五次猛攻北门，将北门攻破。在东门，政府军于10月5日晚以死囚组成的敢死队数百人为前驱，踩爆萨摩军埋设的地雷，一度冲进了东门。守军奋力抵抗，内城的居民也利用暗夜打冷枪、发射火箭、以刀剑砍杀敌兵，积极配合萨摩军打击敌人，但到天明时，东门终于失陷，守军全部阵亡。政府军开始从东门和北门一拥而入，同萨摩军展开巷战。
10月7日，攻进熊本城内的政府军已增至17000余人。当日，野津道贯召开军事会议，决定分兵两路攻击内城，一路由野津镇雄所部沿主道前进，曾我佑准所部为后援，从界河东岸向北进攻萨摩军炮台及熊本城东北，切断河东萨摩军与城内参谋本营的联系。另一路由山田显义率领，山治元治所部为后援，进攻熊本城南门。
10月8日夜，界河东岸的政府军向北进攻，9日黎明炮击萨摩军贵岛清等部阵地。10日上午7时左右，政府军炮击熊本城东南壕墙外的火药库，引起了剧烈的爆炸。政府军乘机强攻萨摩军各阵地，并向萨摩军炮台进攻。至13日中午12时，萨摩军被迫撤出各阵地，纷纷向南郊溃退，政府军乘胜进抵东南城下。界河西岸的政府军于13日凌晨出城南面土墙，经光明寺向熊本城南门进逼，炮兵则在城南面壕墙上炮击熊本城区。南门内外萨摩军奋起抵抗，西门附近的萨摩军炮兵开炮轰击光明寺附近的政府军。此前，城门外居民已挖开河堤，使政府军被阻于光明寺附近一带，经过商议，政府军指挥官决定架桥强攻。
正在双方鏖战之时，趁乱混进城内的政府军渗透部队人员将熊本南门一段城墙曾经倒塌过的详情密告政府军。14日晨，政府军敢死队借助强大炮火的掩护，拼命冲到墙根，埋设**，炸开了那段城墙，政府军于是蜂拥而入，攻占了南门。守军先在城墙上奋力抵抗，继则同政府军展开巷战，打死打伤政府军3000余人，但终因经不住政府军的炮火轰击，被迫后撤。
政府军从南门入城后，便北上配合城东北的政府军夹攻城内的萨摩军主炮台。炮台守军虽腹背受敌，仍英勇作战，在毙伤政府军千余人名后撤离并引爆了预先埋设的**，彻底炸毁了炮台，攻上炮台的政府军士兵全部被炸身亡。