כאשר הצבא היפני הקיסרי (IJA) נחת על חצי האי ליאודונג, הגנרל היפני אויאמה איוואו חילק את כוחותיו.הארמייה השלישית של IJA בפיקודו של לוטננט גנרל נוגי מארסוקה הוטלה לתקוף את בסיס הצי הרוסי בפורט ארתור מדרום, בעוד שהארמייה הראשונה של ה-IJA, הארמיה השנייה של ה-IJA והארמייה הרביעית של IJA יתכנסו לעיר ליאויאנג.הגנרל הרוסי אלכסי קורופטקין תכנן להתמודד עם ההתקדמות היפנית בשורה של נסיגות מתוכננות, שנועדו לסחור בשטח במשך הזמן הדרוש כדי שיגיעו מספיק מילואים מרוסיה כדי להעניק לו יתרון מספרי מכריע על היפנים.עם זאת, אסטרטגיה זו לא הייתה לטובת המשנה למלך הרוסי יבגני איבנוביץ' אלכסייב, שדחף לעמדה אגרסיבית יותר ולניצחון מהיר על יפן.שני הצדדים ראו בליאויאנג אתר מתאים לקרב מכריע שיכריע את תוצאות המלחמה.הקרב החל ב-25 באוגוסט עם מטח ארטילריה יפנית, ואחריו התקדמות דיוויזיית המשמר הקיסרי היפנית בפיקודו של לוטננט גנרל האסגאווה יושימיצ'י נגד האגף הימני של קורפוס הצבא הסיבירי השלישי.המתקפה הובסה על ידי הרוסים בפיקודו של גנרל בילדרלינג בעיקר בשל המשקל העדיף של הארטילריה הרוסית והיפנים השתלטו על אלף הרוגים.בליל ה-25 באוגוסט, הדיוויזיה השנייה של ה-IJA והדיוויזיה ה-12 של ה-IJA, בפיקודו של מייג'ור גנרל מאטסונגה מסטושי, עסקו בקורפוס ה-10 של הארמייה הסיבירית ממזרח לליאו-יאנג.קרבות לילה עזים התרחשו סביב מדרונות ההר שנקרא "פייקו", שנפל בידי היפנים בערב ה-26 באוגוסט.קורופטין הורה לסגת בחסות גשם כבד וערפל, אל קו ההגנה החיצוני ביותר המקיף את ליאויאנג, שאותו חיזק במילואים שלו.כמו כן, ב-26 באוגוסט, התקדמות הארמייה השנייה של ה-IJA והארמיה הרביעית של ה-IJA נעצרה הגנרל הרוסי זרובייב לפני קו ההגנה החיצוני מדרום.עם זאת, ב-27 באוגוסט, להפתעתם הרבה של היפנים ותדהמתם של מפקדיו, קורופטקין לא הורה על התקפת נגד, אלא הורה לנטוש את היקף ההגנה החיצוני, ושכל הכוחות הרוסיים יחזרו לקו ההגנה השני. .קו זה היה כ-7 מיילים (11 ק"מ) דרומית לליאויאנג, וכלל כמה גבעות קטנות שהתבצרו בכבדות, בעיקר גבעה בגובה 210 מטר הידועה בפי הרוסים בשם "גבעת הקירן".את הקווים הקצרים יותר היה לרוסים קל יותר להגן, אבל שיחקו בתוכניות של אויאמה להקיף ולהשמיד את הצבא המנצ'ורי הרוסי.אויאמה הורה לקורוקי צפונה, שם חתך את קו הרכבת ואת נתיב המילוט הרוסי, בעוד אוקו ונוזו נצטוו להתכונן להתקפה חזיתית ישירה דרומה.השלב הבא של הקרב החל ב-30 באוגוסט עם מתקפה יפנית מחודשת בכל החזיתות.עם זאת, שוב בשל ארטילריה מעולה וביצורים נרחבים שלהם, הדפו הרוסים את ההתקפות ב-30 באוגוסט וב-31 באוגוסט, וגרמו לאובדות ניכרות ליפנים.שוב לתדהמתם של הגנרלים שלו, קורופטקין לא היה מאשר התקפת נגד.קורופטקין המשיך להעריך יתר על המידה את גודל הכוחות התוקפים, ולא הסכים להפקיד את כוחות המילואים שלו לקרב.ב-1 בספטמבר, הארמייה היפנית השנייה כבשה את קיירן היל וכמחצית מהארמייה היפנית הראשונה חצתה את נהר הטאיצו כשמונה מיילים מזרחית לקווים הרוסיים.לאחר מכן החליט קורופטקין לנטוש את קו ההגנה החזק שלו, ועשה נסיגה מסודרת אל הפנימי ביותר מבין שלושת קווי ההגנה המקיפים את ליאויאנג.זה אפשר לכוחות היפנים להתקדם לעמדה שבה הם היו בטווח כדי להפגיז את העיר, כולל תחנת הרכבת המכריעה שלה.הדבר גרם לקורופטקין לאשר סוף סוף התקפת נגד, במטרה להשמיד את הכוחות היפנים מעבר לנהר טאיצ'ו ולאבטח גבעה הידועה ליפנים בשם "מנג'ויאמה", ממזרח לעיר.לקורוקי היו רק שתי דיוויזיות שלמות ממזרח לעיר, וקורופטקין החליט להפקיד נגדו את כל קורפוס הארמיה הסיבירית ה-1 וקורפוס הצבא הסיבירי ה-10 ושלושה עשר גדודים תחת מייג'ור גנרל נ.ו. אורלוב (שווה ערך לחמש דיוויזיות).עם זאת, השליח ששלח קורופטקין עם פקודות הלך לאיבוד, ואנשיו הגדולים במספר של אורלוב נכנסו לפאניקה למראה הדיוויזיות היפניות.בינתיים, הקורפוס הראשון של הארמייה הסיבירית בפיקודו של גנרל גאורגי סטקלברג הגיע אחר הצהריים של ה-2 בספטמבר, מותש בצעדה ארוכה דרך הבוץ והגשמים הסוערים.כשסטקלברג ביקש מהגנרל מישצ'נקו סיוע משתי בריגדות של הקוזקים שלו, טען מישצ'נקו שקיבל פקודות ללכת למקום אחר ונטש אותו.ההסתערות הלילית של הכוחות היפניים על מנג'ויאמה הייתה מוצלחת בתחילה, אך בתוך הבלבול, שלושה רגימנטים רוסים ירו זה על זה, ועד הבוקר הגבעה חזרה לידיים יפניות.בינתיים, ב-3 בספטמבר קיבל קורופטקין דיווח מגנרל זרובייב על קו ההגנה הפנימי שחסר לו תחמושת.דיווח זה מלווה במהירות דיווח של סטקלברג שחייליו עייפים מכדי להמשיך בהתקפת הנגד.כשהגיע דיווח שהארמייה הראשונה היפנית מוכנה לנתק את ליאויאנג מצפון, אז החליט קורופטקין לנטוש את העיר ולהתארגן מחדש במוקדן 65 ק"מ נוספים (40 מייל) צפונה.הנסיגה החלה ב-3 בספטמבר והושלמה עד ה-10 בספטמבר.