Куроки успехом не увенчалось (54-я дивизия генерала Орлова заблудилась в гаоляновых зарослях). Зато и мечты честолюбивого Куроки «устроить русским Седан» 19 августа разлетелись прахом. 20 августа на правом берегу Тайцзыхэ шли бои с переменным успехом, тогда как на левом Зарубаев продолжал отбивать все атаки Оку и Нодзу.
Против Куроки, имевшего на правом берегу Тайцзыхэ 24 000 человек и 60 орудий, Куропаткин сосредоточил 62 000 и 352 орудия. Характерны для рационалистической «методики» Куропаткина его слова 19 августа: «Сегодня собираться, завтра сближаться, послезавтра атаковать!» Куроки тем временем не стал дожидаться ни «завтра», ни «послезавтра», но атаковал немедленно — и победил своей решимостью слабодушного русского главнокомандующего. Штаб I японской армии мечтал устроить русским Седан, взяв в тылу нашей армии Ляоян как раз в годовщину Седана (1 сентября нового стиля), но силы их были слишком недостаточны, и 20 августа войска Куроки замерли перед сыквантунской позицией. Наступление армий графа Ойямы было отражено по всему фронту нашей Маньчжурской армией. По словам состоявшего при Куроки сэра Яна Гамильтона, «когда русские отступили, все были от души рады отделаться от них».
Пользуясь громадным численным превосходством, генерал Куропаткин мог бы развить свою наступательную операцию и сбросить Куроки в Тайцзыхэ. Но дух командующего Маньчжурской армией уже был надломлен, воля к победе покинула его, и он отказался от дальнейшей борьбы. В ночь на 21 августа Куропаткин предписал всей армии отступление на север. Так закончилась «ляоянская неделя» — первое генеральное сражение между русской и японской армиями. Наш урон в Ляоянском сражении 18 300 человек (7 генералов, 531 офицер), пленными лишь сотня-другая. 15 августа при отходе I Сибирского корпуса на ляоянские позиции оставлено 8 орудий завязнувшими в болоте. Японские потери 23 714 человек.
Маньчжурская армия отступила к Мукдену на позиции по реке Хуньхэ в 70 верстах к северу от Ляояна. Утомленные японцы не преследовали, дойдя главными силами лишь до реки Шахэ и выслав к северу авангарды.
В 20-х числах августа в Мукдене высадился прибывший из Санкт-Петербургского военного округа I армейский корпус генерала барона Мейендорфа (22-я и 37-я пехотные дивизии), а в первой половине сентября из Казанского округа прибыл и VI Сибирский корпус генерала Соболева (55-я и 72-я пехотные дивизии). В нашей армии стало считаться 210 000 строевых при 758 орудиях, что давало нам ощутительный перевес над японцами (150 000 и 648 орудий). Кругобайкальская дорога 12 сентября была закончена сооружением, снабжение Маньчжурской армии и приток свежих сил могли производиться ускоренным темпом. Дух войск был высок по-прежнему.
Политическая и стратегическая обстановка настоятельно требовали перехода в наступление. Генерал Куропаткин сознавал это. Целью предстоящего наступления он назначил «оттеснить противника за реку Тайцзыхэ», поставив армии задачей не разгром живой силы неприятеля, а всего лишь достижение известного географического рубежа. Подготовка наступления отнюдь не держалась в тайне. Печать всего мира была оповещена о нем за неделю. Производились смотры, служили напутственные молебны. Приказ Куропаткина по войскам 19 сентября начинался знаменательно: «Пришло для нас время заставить японцев повиноваться нашей воле, ибо силы Маньчжурской армии ныне стали достаточными…»
Маньчжурская армия была разделена на два отряда. Западный отряд генерала Бильдерлинга — отряд генерала Дембовского, XVII и X корпуса — действовал в равнинной местности вдоль железной дороги и должен был сковать армии Оку и Нодзу. Восточный отряд генерала Штакельберга — I, II, III Сибирские корпуса и отряд Ренненкампфа — должен был нанести поражение армии Куроки и охватить в горах правый фланг неприятельского расположения. V Сибирский корпус был распылен, составив отряды генерала Дембовского и генерала Ренненкампфа на двух флангах армии, а I армейский, IV и VI Сибирские корпуса составили резерв.
Главная роль была поручена Восточному отряду. Вместе с тем отряд этот был поставлен в чрезвычайно трудные условия. Он должен был наступать вслепую, в совершенно неисследованной и не занесенной на карту местности, в диких горах Верхней Шахэ. Генерал Штакельберг констатировал, что весь район, где ему надлежало действовать, был отмечен на карте белыми пятнами. Это «горное» направление сулило мало выгод — Куропаткин сделал его главным случайно: просто потому, что здесь расположились великолепные восточносибирские стрелковые полки. Равнинный район железной дороги, где действовал Западный отряд, сулил гораздо больше выгод: здесь находилась «ахиллесова пята» японских армий, чего Куропаткин, однако, не замечал. Страх перед Ку-роки, увы, слишком давал себя знать в штабе Маньчжурской армии, где все помыслы были направлены на борьбу именно с этим опасным противником.
23 сентября наша армия тронулась в наступление по всему фронту. Японцы быстро отходили на соединение с главными силами, избегая боя. 24 сентября наступление продолжалось: в Восточном отряде — ощупью, в Западном — очень медленно, с опаской и оглядкой. Мы овладели все же долиною Шахэ. Между обеими группами образовался разрыв, куда для заполнения был двинут IV Сибирский корпус. 25-го Восточный отряд завязал тяжелые и кровопролитные бои с армией Куроки, отсиживавшейся в укрепленном горном лабиринте, как в огромной крепости. Памятными остались кровавые бои у «Проклятой» сопки, ночная атака Лаутхалазы (29 сентября) и дела у Бенсиху.
В этих боях перебито было свыше 15 000 сибирских стрелков. Операции эти, веденные без карт (белые места), в гористой местности, при почти полном отсутствии горных орудий и мортир, могут считаться самыми тяжелыми за всю войну для сибирских полков. 26-го бои эти продолжались, а Западный отряд оттеснил японцев за реку Шилихэ, где получил приказание Куропаткина «в серьезный бой не ввязываться» и перешел к обороне. 27 сентября началось контрнаступление японцев. Успокоившись за Куроки, граф Ойяма усилил за счет своей I армии IV и II (Нодзу и Оку) и перешел ими в наступление против Западного отряда. 28-го наш Западный отряд был уже отброшен за Шилихэ — Нодзу атаковал IV Сибирский корпус, Оку главный удар направил на XVII корпус. 29 сентября XVII корпус был сбит, и отход его повлек отступление как Западного отряда, так и Зарубаева.
Отчаявшись в успехе, Куропаткин предписал отступить и Штакельбергу, Восточный отряд которого зря понес громадные потери. 30-го числа в бой были введены — по частям — все резервы, как VI Сибирский, так и I армейский корпуса. На рассвете 1 октября Оку нанес сильное поражение X корпусу, и вечером этого дня вся наша армия отошла в долину Шахэ. 2-го числа нами были потеряны командовавшие здесь высоты, в том числе знаменитая «сопка с деревом», но в ночь с 3 на 4 октября генерал-майор Путилов с отрядом из 7 полков блистательной штыковой атакой овладел как «сопкой с деревом» (с тех пор наименованной «Путиловской