Русская армия после сражения при Ляояне отошла в район южнее Мукдена. 5 октября Маньчжурская армия перешла в наступление. Оно было плохо подготовлено и велось очень медленно. 10 октября японцы перешли в контрнаступление. Поскольку ни та, ни другая сторона не могли добиться серьезного преимущества, русские и японцы перешли к обороне на рубеже реки Шахэ. Борьба приняла позиционный характер.
После падения в декабре 1904 г. Порт‑Артура и неудачного наступления русских на Сандепу японское командование во главе с маршалом Оямой сосредоточило все войска против главных сил русской армии южнее Мукдена на фронте 155 км. Обе стороны готовили наступление. Японцы выступили первыми. В ночь на 6 (19) февраля 5‑я японская армия перешла в наступление и 11 февраля оттеснила русский Цинхэчэнский отряд к Далинскому перешейку, а затем далее на север. 11 же февраля в наступление перешла 1‑я японская армия.
Куропаткин, считая, что здесь противник наносит главный удар, уже 12 февраля направил почти все резервы на поддержку 1‑й армии и Цинхэчэнского отряда. Но 13 февраля начала наступление 3‑я японская армия генерала Ноги. Лишь 16 февраля, когда выяснилась угроза обхода правого крыла русского фронта, Куропаткин приказал 1‑й армии вернуть направленные ей подкрепления для прикрытия Мукдена с запада.
Обходящие колонны 3‑й японской армии 17 февраля повернули на Мукден, затем дальше на север. Контрудары 2‑й русской армии 20–21 февраля были плохо организованы и окончились неудачей, 3‑я японская армия продолжала марш на север.
22‑го вечером Куропаткин начал отвод 1‑й и 3‑й армий на реке Хуньхэ; управление войсками было дезорганизовано. 24 февраля японцы прорвали фронт 1‑й русской армии у деревни Киузань, и над русскими войсками нависла угроза окружения. В ночь на 25‑е они начали общий отход. Основным силам русских войск удалось отойти на Сыпингайские позиции в 175 км севернее Мукдена. Ослабленные в результате тяжелых боев под Мукденом, японские войска остановились в 30–40 км от позиций русских. На этом Мукденское сражение и вообще активные боевые действия на суше закончились. Генерал Куропаткин был отстранен от должности главнокомандующего.
Одной из самых трагических страниц в русской военной истории остается битва при Цусиме. Вскоре после начала войны русское командование приняло решение послать к месту событий большую эскадру кораблей из Балтийского моря. Так была образована 2‑я Тихоокеанская эскадра, которой командовал 3. П. Рожественский. 2 октября 1904 г. она вышла из Либавы. Ночью 9 октября весь отряд «отличился», открыв огонь по рыболовным судам. Выпустив около 2 тысяч снарядов, броненосцы потопили один траулер, повредили несколько других. В испанском порту Виго для участия в расследовании этого происшествия остались свидетели с трех броненосцев. В походе командующий эскадры подверг технические характеристики новых броненосцев резкой критике за систематический выход из строя электрических приводов управления рулем, разных труб главного паропровода и, в основном, за малую дальность плавания. На каждой стоянке адмирал с завидным постоянством требовал увеличения угольных запасов. Уголь вскоре занял центральную батарею, кают‑компанию и даже верхнюю палубу позади кормовой башни.
Длительное плавание в тропиках, при частых погрузках угля, без нормального отдыха, потребовало предельного напряжения физических и моральных сил. И надо сказать, что русские моряки с этой задачей справились. В походе русские узнали о гибели 1‑й Тихоокеанской эскадры в Желтом море. Это стало для них тяжелым ударом. Стратегически положение становилось отчаянным, и офицеры ожидали, что их эскадру отзовут домой. Но русское правительство не смогло пойти на такой шаг – ведь это означало бы признать свое поражение на море. Поэтому был дан приказ продолжать движение. Рожественский пытался отказаться от своего поста, просил заменить его по болезни, но все эти просьбы также были напрасны. Задержка на острове Мадагаскар негативно отразилась на моральном состоянии членов эскадры.
В марте 1905 г. эскадра пересекла Индийский океан и сделала остановку в бухте Капранг у берегов Индокитая, откуда, присоединив отряд Небогатова, 1 мая вышла на прорыв к Владивостоку.
Русская эскадра по количеству броненосных кораблей (эскадренных броненосцев и броненосных крейсеров) не уступала японской, однако в качественном отношении превосходство было на стороне неприятеля. Главные силы японского флота имели больше орудий крупного и среднего калибра; японская артиллерия превосходила русскую в скорострельности, а японские снаряды имели гораздо больше взрывчатого вещества, чем русские. Японцы имели многократное превосходство в крейсерах и миноносцах.
Главные силы японского флота адмирала Того сосредоточились в корейском порту Мозампо, а крейсеры и миноносцы – у острова Цусима. Исключалась всякая возможность прохода русской эскадры через Корейский пролив без боя.
В ночь на 14 (27) мая русская эскадра подошла к Корейскому проливу. Следуя проливом, в 13.30 справа по носу она обнаружила главные силы японского флота, которые шли на пересечение ее курса. Японские корабли начали последовательный поворот, чтобы охватить голову русской эскадры. (Такой маневр называется «расставить палочки над t».)
Русские броненосцы открыли огонь, пытаясь сосредоточить его на головном броненосце противника. Корабли противника по мере поворота также открывали огонь, сосредоточивая его на флагманских кораблях «Суворов» и «Ослябя». Противник быстро обгонял русскую колонну. Все маневры русские корабли производили неудачно, стреляя все вместе по одному кораблю, подставляясь сами.
Сказалось превосходство японцев в стрельбе из орудий. Вышел из строя и затонул «Ослябя». Около 14.30 вышел из строя броненосец «Суворов». Боевой порядок русской эскадры нарушился, и она потеряла управление. Около 16 часов эскадра, уклоняясь от охвата, повернула на юг. В 17.40–17.50 главные силы японского флота, обнаружив русскую эскадру, вновь атаковали ее. Сражение продолжалось до семи вечера. С наступлением темноты Того направился с главными силами к острову Оллындо, а миноносцам приказал атаковать русскую эскадру торпедами. Около 20 часов до 60 японских миноносцев, разделенных на небольшие отряды, стали охватывать русскую эскадру.
К утру 15 мая русская эскадра перестала существовать. Корабли рассредоточились по всему Корейскому проливу. Некоторые были захвачены, отдельные корабли пытались самостоятельно прорваться во Владивосток.
В Цусимском сражении русский флот потерял 8 броненосных кораблей, 4 крейсера, вспомогательный крейсер, 5 миноносцев и несколько транспортов. Японцы потеряли в этом сражении 3 миноносца. Господство на море теперь полностью принадлежало Японии. С моральной точки зрения, Цусима стала большим ударом для россиян.