Da den keiserlige japanske hæren (IJA) landet på Liaodong-halvøya, delte den japanske generalen Ōyama Iwao styrkene sine.IJA 3. armé under generalløytnant Nogi Maresuke fikk i oppdrag å angripe den russiske marinebasen ved Port Arthur i sør, mens IJA 1st Army, IJA 2nd Army og IJA 4th Army ville konvergere mot byen Liaoyang.Den russiske generalen Aleksey Kuropatkin planla å motvirke det japanske fremskrittet med en rekke planlagte tilbaketrekninger, ment å handle territorium i den tiden som var nødvendig for at nok reserver skulle ankomme fra Russland for å gi ham en avgjørende numerisk fordel over japanerne.Denne strategien var imidlertid ikke i favør av den russiske visekongen Yevgeni Ivanovich Alekseyev, som presset på for en mer aggressiv holdning og rask seier over Japan.Begge sider så på Liaoyang som et sted egnet for et avgjørende slag som ville avgjøre krigens utfall.Slaget begynte 25. august med en japansk artillerisperring, etterfulgt av fremrykning av den japanske keiserlige gardedivisjonen under generalløytnant Hasegawa Yoshimichi mot høyre flanke av det 3. sibirske armékorps.Angrepet ble beseiret av russerne under general Bilderling, hovedsakelig på grunn av den overlegne vekten til det russiske artilleriet, og japanerne tok over tusen tap.Natt til 25. august engasjerte IJA 2. divisjon og IJA 12. divisjon under generalmajor Matsunaga Masatoshi det 10. sibirske armékorps øst for Liaoyang.Heftige nattekamper skjedde rundt bakkene til et fjell kalt "Peikou", som falt for japanerne om kvelden 26. august.Kuropatin beordret en retrett under dekke av kraftig regn og tåke, til den ytterste forsvarslinjen rundt Liaoyang, som han hadde forsterket med reservene sine.Også den 26. august ble fremrykningen av IJA 2. armé og IJA 4. armé stoppet den russiske general Zarubaev før den ytterste forsvarslinjen i sør.Den 27. august beordret imidlertid ikke Kuropatkin et motangrep, til japanernes store overraskelse og bestyrtelse for befalene hans, men beordret i stedet at den ytre forsvarsperimeteren skulle forlates, og at alle russiske styrker skulle trekke seg tilbake til den andre forsvarslinjen. .Denne linjen lå omtrent 11 km sør for Liaoyang, og inkluderte flere små åser som hadde blitt sterkt befestet, spesielt en 210 meter høy bakke kjent for russerne som "Cairn Hill".De kortere linjene var lettere for russerne å forsvare, men spilte inn i Ōyamas planer om å omringe og ødelegge den russiske manchuriske hæren.Ōyama beordret Kuroki mot nord, hvor han kuttet jernbanelinjen og den russiske rømningsveien, mens Oku og Nozu ble beordret til å forberede seg på et direkte frontalangrep mot sør.Den neste fasen av slaget begynte 30. august med en fornyet japansk offensiv på alle fronter.Men igjen på grunn av overlegent artilleri og deres omfattende festningsverk, slo russerne tilbake angrepene 30. august og 31. august, og forårsaket betydelige tap for japanerne.Igjen til generalenes bestyrtelse ville Kuropatkin ikke autorisere et motangrep.Kuropatkin fortsatte å overvurdere størrelsen på de angripende styrkene, og ville ikke gå med på å forplikte sine reservestyrker til kampen.1. september hadde den japanske 2. armé inntatt Cairn Hill og omtrent halvparten av den japanske 1. armé hadde krysset Taitzu-elven omtrent åtte mil øst for de russiske linjene.Kuropatkin bestemte seg da for å forlate sin sterke forsvarslinje, og gjorde en ryddig retrett til den innerste av de tre forsvarslinjene rundt Liaoyang.Dette gjorde det mulig for de japanske styrkene å avansere til en posisjon der de var innenfor rekkevidde for å beskutte byen, inkludert dens avgjørende jernbanestasjon.Dette fikk Kuropatkin til å autorisere et motangrep, med sikte på å ødelegge de japanske styrkene over Taitzu-elven og sikre en høyde kjent for japanerne som "Manjuyama", øst for byen.Kuroki hadde bare to komplette divisjoner øst for byen, og Kuropatkin bestemte seg for å begå hele 1. sibirske armékorps og 10. sibirske armékorps og tretten bataljoner under generalmajor NV Orlov (tilsvarer fem divisjoner) mot ham.Budbringeren sendt av Kuropatkin med ordre gikk imidlertid tapt, og Orlovs menn i undertall fikk panikk ved synet av de japanske divisjonene.I mellomtiden ankom det 1. sibirske armékorps under general Georgii Stackelberg om ettermiddagen 2. september, utmattet av en lang marsj gjennom gjørme og styrtregn.Da Stackelberg ba general Mishchenko om hjelp fra to brigader av kosakkene hans, hevdet Mishchenko å ha ordre om å dra andre steder og forlot ham.Natteangrepet av japanske styrker på Manjuyama var opprinnelig vellykket, men i forvirringen skjøt tre russiske regimenter mot hverandre, og om morgenen var bakken tilbake i japanske hender.I mellomtiden mottok Kuropatkin 3. september en rapport fra general Zarubajev på den indre forsvarslinjen om at han manglet ammunisjon.Denne rapporten ble raskt fulgt av en rapport fra Stackelberg om at troppene hans var for slitne til å fortsette motangrepet.Da det kom en rapport om at den japanske første hæren var klar til å avskjære Liaoyang fra nord, bestemte Kuropatkin seg for å forlate byen og omgruppere seg ved Mukden ytterligere 65 kilometer mot nord.Retreatet begynte 3. september og ble fullført 10. september.