Japon İmparatorluk Ordusu (IJA) Liaodong Yarımadası'na çıktığında, Japon General Ōyama Iwao kuvvetlerini böldü.Korgeneral Nogi Maresuke komutasındaki IJA 3. Ordusu güneydeki Port Arthur'daki Rus deniz üssüne saldırmakla görevlendirilirken, IJA 1. Ordu, IJA 2. Ordu ve IJA 4. Ordu Liaoyang şehrinde birleşecekti.Rus General Aleksey Kuropatkin, Japon ilerlemesine, kendisine Japonlara karşı kesin bir sayısal avantaj sağlamak için Rusya'dan yeterli rezervin gelmesi için gereken süre boyunca bölge ticareti yapmayı amaçlayan bir dizi planlı geri çekilme ile karşı koymayı planladı.Ancak bu strateji, Japonya'ya karşı daha agresif bir duruş ve hızlı bir zafer için bastıran Rus Genel Valisi Yevgeni İvanoviç Alekseyev'in lehine değildi.Her iki taraf da Liaoyang'ı savaşın sonucuna karar verecek kesin bir savaş için uygun bir yer olarak gördü.Savaş 25 Ağustos'ta bir Japon topçu ateşi ile başladı ve ardından Korgeneral Hasegawa Yoshimichi komutasındaki Japon İmparatorluk Muhafızları Tümeni 3. Sibirya Ordu Kolordusu'nun sağ kanadına ilerledi.Saldırı, büyük ölçüde Rus topçularının üstün ağırlığı nedeniyle General Bilderling komutasındaki Ruslar tarafından yenilgiye uğratıldı ve Japonlar binden fazla kayıp verdi.25 Ağustos gecesi, Tümgeneral Matsunaga Masatoshi komutasındaki IJA 2. Tümen ve IJA 12. Tümen, Liaoyang'ın doğusunda 10. Sibirya Ordusu Kolordusu ile çatışmaya girdi.26 Ağustos akşamı Japonların eline geçen "Peikou" adlı bir dağın yamaçlarında şiddetli gece çatışmaları yaşandı.Kuropatin, şiddetli yağmur ve sis altında, rezervleriyle güçlendirdiği Liaoyang'ı çevreleyen en dıştaki savunma hattına çekilme emri verdi.Yine 26 Ağustos'ta, IJA 2. Ordu ve IJA 4. Ordu'nun ilerlemesi, Rus General Zarubaev'i güneydeki en dış savunma hattının önünde durdurdu.Bununla birlikte, 27 Ağustos'ta, Japonları şaşırtacak ve komutanlarını hayrete düşürecek şekilde, Kuropatkin bir karşı saldırı emri vermedi, bunun yerine dış savunma çevresinin terk edilmesini ve tüm Rus kuvvetlerinin ikinci savunma hattına geri çekilmesini emretti. .Bu hat, Liaoyang'ın yaklaşık 7 mil (11 km) güneyindeydi ve en önemlisi Ruslar tarafından "Cairn Tepesi" olarak bilinen 210 metre yüksekliğindeki bir tepe olmak üzere, yoğun bir şekilde güçlendirilmiş birkaç küçük tepe içeriyordu.Daha kısa hatlar Ruslar için savunması daha kolaydı, ancak Ōyama'nın Rus Mançurya Ordusunu kuşatma ve yok etme planlarında etkili oldu.Ōyama, Kuroki'ye demiryolu hattını ve Rus kaçış yolunu keseceği kuzeye gitmesini emrederken, Oku ve Nozu'ya güneye doğrudan bir önden saldırı için hazırlanmaları emredildi.Savaşın bir sonraki aşaması, 30 Ağustos'ta tüm cephelerde yenilenen bir Japon saldırısıyla başladı.Ancak yine üstün topçuları ve geniş tahkimatları sayesinde Ruslar 30 Ağustos ve 31 Ağustos'taki saldırıları püskürterek Japonlara önemli kayıplar verdi.Kuropatkin, generallerini bir kez daha şaşkına çevirerek bir karşı saldırıya izin vermedi.Kuropatkin, saldıran kuvvetlerin büyüklüğünü abartmaya devam etti ve yedek kuvvetlerini savaşa göndermeyi kabul etmedi.1 Eylül'de Japon 2. Ordusu Cairn Tepesi'ni almış ve Japon 1. Ordusunun yaklaşık yarısı, Rus hatlarının yaklaşık sekiz mil doğusundaki Taitzu Nehri'ni geçmişti.Kuropatkin daha sonra güçlü savunma hattını terk etmeye karar verdi ve Liaoyang'ı çevreleyen üç savunma hattının en iç kısmına düzenli bir şekilde geri çekildi.Bu, Japon kuvvetlerinin, kritik tren istasyonu da dahil olmak üzere şehri bombalamak için menzil içinde oldukları bir konuma ilerlemelerini sağladı.Bu, Kuropatkin'i sonunda Taitzu Nehri boyunca Japon kuvvetlerini yok etmek ve şehrin doğusunda Japonlar tarafından "Manjuyama" olarak bilinen bir tepeyi güvence altına almak amacıyla bir karşı saldırıya izin vermeye sevk etti.Kuroki'nin şehrin doğusunda yalnızca iki tam tümeni vardı ve Kuropatkin, 1. Sibirya Ordu Kolordusu ile 10. Sibirya Ordu Kolordusu'nun tamamını ve Tümgeneral NV Orlov komutasındaki on üç taburu (beş tümene eşdeğer) ona karşı görevlendirmeye karar verdi.Ancak Kuropatkin'in emirlerle gönderdiği haberci kayboldu ve Orlov'un sayıca az olan adamları Japon tümenlerini görünce paniğe kapıldı.Bu arada, General Georgii Stackelberg komutasındaki 1. Sibirya Ordusu Kolordusu, 2 Eylül öğleden sonra, çamur ve sağanak yağmurlar arasında uzun bir yürüyüşle bitkin bir şekilde geldi.Stackelberg, General Mishchenko'dan Kazaklarından oluşan iki tugaydan yardım istediğinde, Mishchenko başka bir yere gitme emri aldığını iddia etti ve onu terk etti.Japon kuvvetlerinin Manjuyama'ya gece saldırısı başlangıçta başarılıydı, ancak karışıklıkta üç Rus alayı birbirine ateş açtı ve sabaha tepe Japonların eline geçti.Bu arada, 3 Eylül'de Kuropatkin, General Zarubayev'den iç savunma hattı hakkında cephanesinin azaldığına dair bir rapor aldı.Bu raporun hemen ardından, Stackelberg'in birliklerinin karşı saldırıya devam edemeyecek kadar yorgun olduğuna dair bir raporu geldi.Japon Birinci Ordusunun Liaoyang'ı kuzeyden kesmeye hazır olduğuna dair bir rapor geldiğinde, Kuropatkin daha sonra şehri terk etmeye ve 65 kilometre (40 mil) daha kuzeydeki Mukden'de yeniden toplanmaya karar verdi.Geri çekilme 3 Eylül'de başladı ve 10 Eylül'de tamamlandı.