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當晚，步三團先鋒一營、二營抵達永州城外，與海軍先鋒取得會師。
瞭解到海軍打了勝仗，步三團副團長王玉寶心生一計，找到海軍方面負責人、內江艦隊司令許朝陽，說道：
“許司令，按計劃，我們要一起會攻永州。今日湘江一戰，海軍把湘軍水師打得打敗。我想兵行險著，率步三團先鋒先行北上，進攻冷水灘要隘。
“第一，騎兵團走驛道直撲冷水灘。按照騎兵團的速度，顧及到沿途的敵人，明日估計可以到達冷水灘。冷水灘乃驛道、湘江相匯之處，水陸要衝，地位緊要。
“騎兵團缺少重火器，驛道兩旁山勢險峻，易守難攻。不如讓我步兵一營、二營北上冷水灘，與騎兵團一起，給冷水灘之敵來個前後夾擊。
“第二，駐防永州的彪字營，前夜過來劫營，被我軍挫敗，損失慘重。湘江、包括湘江西岸，已經我軍控制。彪字營退守湘江東岸，以永州城為憑恃，企圖負隅頑抗。
“我步一營、二營前去冷水灘後，三營、團直屬隊明早就會走水路過來。許司令這邊，可以海軍戰隊、步兵三營、團直屬隊做攻城主力，料想可以克城。
“第三，我去冷水灘，相當於抄襲了彪字營的後路，亦能減輕永州之戰的壓力……”
“老王”，許朝陽打斷了王玉寶的話，說道：“你帶三團先鋒去冷水灘，對戰局更有好處，不必呆在永州浪費時間。陸戰隊有一個聯隊兩幹人，攻打永州足夠了。
“你去冷水灘，我來安排內江艦隊的運輸船，讓你們乘船過去。9艘50噸級的鐵甲艦，我調6艘到冷水灘前線，為你們陸軍助戰。”
王玉寶喜出望外，說道：“許司令，我代三團謝謝你！”
次日一大早，許朝陽調兵遣將，開始進攻永州府城。
和當時大部分南方城池一樣，永州城臨水而建，位於湘江東岸，瀟水與湘江在此交匯。因此位置緊要，湘軍並未阻塞航道，革命軍戰船可以暢通無阻地在湘江航行。
湘江西岸的湘軍營壘，已被步三團悉數攻破，田興恕帶著敗兵，撤往了冷水灘。吳坤修則退回永州城，企圖負隅頑抗。
上午八時，海軍陸戰隊吃過早飯，開始渡江。負責進攻永州城的，主要是陸戰隊一支隊第二聯隊，共有兵力兩幹餘人。
湘軍水師都退向了下游，革命軍掌握著制江權，得以直趨永州城下。
永州守將吳坤修，前夜帶著彪字營夜襲革命軍，偷雞不成蝕把米。他聽從田興恕勸告，把守軍撤回城內，企圖依靠城牆固守，躲避革命軍的優勢炮火，減少自身傷亡。
除此之外，湘軍只在城北山崗上佈置了一營兵馬，用來掩護退路。
陸戰隊乘船渡江，逼近永州西門，受到湘軍炮火阻擊。革命軍大部分鐵甲艦去了冷水灘，火力減少，炮火壓制效果受到削弱。而湘軍居高臨下，方便在城頭上轟擊鐵甲艦，殺傷甲板上的水手、炮手。
儘管如此，許朝陽還是下令進攻西門。西門靠江，離湘江最近，方便革命軍進攻。他手下兵力有限，選擇西門最為方便快捷。
這裡也是湘軍的防禦重點。西門外有接官廳、商鋪、碼頭等設施，為防止革命軍利用西門外的房屋攻城，湘軍已將接官廳、商鋪、碼頭等屋舍燒成瓦礫。
攻城方法簡單而粗暴。許朝陽把三艘100噸級鐵甲艦調至永州城外的湘江上，使用船上的105主炮轟擊永州城牆。
海軍50噸級鐵甲艦，主炮為75榴彈炮；100、200噸級鐵甲艦，主炮為105榴彈炮。黃埔造船廠正在研製的500噸級鐵甲艦，將裝備最新的150口徑的榴彈炮作為主炮。
105艦炮使用穿甲彈可以對付普通磚石城牆，使用殺爆彈可以對付普通夯土城
