俄國對於日本的入侵計畫其實並不完整，為了讓國民不必擔心遠東和日本爆發戰爭，俄國軍方一度貶低了日軍的作戰能力，把日軍比作和清軍差不多的東方軍隊。因此俄國陸軍對於和日本爆發的戰爭，只有一個極為粗略的評價，只要6個軍左右的陸軍部隊，他們就能登陸日本了。
也就是說，在日軍襲擊旅順口之前，俄國壓根就沒有一個真正的和日本在遠東大陸上交戰的計畫。俄國軍方所主張的對日作戰計畫，不過是一份如何登陸日本迫使日本投降的軍事推演假設，毫無實施的可能性。
在旅順口遭到襲擊後的一周，陸軍大臣庫羅帕特金才制定了一份真正的對日作戰計畫，這份計畫的重點是：和日本海軍爭奪制海權；在集結足夠的兵力前，開展防禦工作和廣泛的游擊戰；展開反擊作戰；登陸日本。
按照俄國將軍對這份計畫的評價，「合情合理地、一環扣著一環地向前推進，最後將行動目標過渡到日本諸島，結語簡潔而引人入勝：『天皇被俘！』」
但對於如何在滿洲集結足夠的兵力卻成了大問題，俄國有對清、對朝、對日的作戰計畫，但並沒有想過會同時和清國、日本開戰。而對清國的進攻也出現了大問題，此前認為只要一個軍就能拿下北京，現在俄軍卻動員了三個軍，其中一個軍甚至已經被中國人打殘了。
這就意味著，俄國想要在遠東和清、日同時交戰，光憑現在的10個軍顯然是不夠的，而運輸一個軍需要96列軍列，雖然西伯利亞鐵路已經開通，南支線也已經完成，但是每晝夜西伯利亞大鐵路也不過能通過7列列車，其中4列為軍列，4列軍列中有一列是需要運輸貨物的。
也就是說，哪怕運輸計畫執行的很完美，那麼從歐洲運輸一個軍到南滿也需要32天，實際耗費的時間應當在50-60天。制約西伯利亞鐵路運輸能力的，除了輔助設施不到位，缺乏煤炭和檢修設施，遠東缺乏火車頭和貨車車廂也是一個大問題。
在過去的幾年裡，俄國人主要考慮了如何修通西伯利亞鐵道及中東路，對於如何提升這條鐵路的運力還真沒下更大的力氣。當然，也不是俄國人不重視這條鐵路的運力，而是俄國的工業能力沒法支撐起這樣大的需求，俄國的資本家希望這些火車頭和車廂在國內製造，而不是花費寶貴的資金在海外採購。
日本加入戰爭後，從美國採購火車頭運輸到遠東的計畫就行不通了，於是西伯利亞鐵路的運力短時間內是很難提升了。這就意味著，俄軍至少在4個月內無法發起反擊作戰計畫了。
而俄軍想要通過防禦戰和游擊戰阻止日軍北上，這其實是非常荒誕的想法，因為俄國在滿洲和朝鮮都是入侵者，俄國人在當地的野蠻行徑，使得俄國軍隊完全沒有得到朝鮮百姓的支持。俄國騎兵在北朝鮮的游擊作戰很快就失敗了，他們不僅被日軍攻擊，還被朝鮮士兵所攻擊。
6月27日，日軍就佔領了平壤，而俄軍甚至都不了解這一情況。在失去了米辛科這位優秀的騎兵將領後，在鴨綠江南岸行動的俄國騎兵就變得更加的混亂了，黑木為楨率領的日本第一軍很快就將北朝鮮地區的俄國軍隊的行動給限制了起來。
在掌握了制海權後，日本向仁川港迅速的增派了部隊，使得黑木為楨的第一軍兵力上升到了3.5萬人和128門大炮，而俄軍在平壤以北地區的兵力還不到3000人，鑒於北朝鮮多為山丘地形，以騎兵為主的俄軍壓根發揮不出什麼作用。
所以，俄軍最終不得不把部隊撤回了鴨綠江北岸，並抽調了扎蘇里奇中將的部隊組建東滿支隊，沿著鴨綠江設防，東滿支隊的兵力約2.5萬，擁有78門火炮。雖然鴨綠江是一道天然的防線，因為俄國拒絕聯通朝鮮到奉天的鐵路線，所以鴨綠江上並沒有什麼橋樑。
但是，鴨綠江南岸要比北岸高的多。俄軍的主力陣地放在了九連城地區，但因為時間緊迫，當俄軍於7月底撤回鴨綠江南岸的部隊時，俄軍也就構築了炮兵掩體和帶胸牆的步兵掩體，並沒有構築成嚴密的防禦體系。
扎蘇里奇中將嚴格的執行了庫羅帕特金的命令，迴避和日軍的交戰，只是阻止日軍過河。但是扎蘇里奇中將過於死板的執行了這一命令，為了防止日軍從上游渡過鴨綠江，他把手中的部隊分散在了鴨綠江沿岸近150俄里長的陣線上，這就給了日軍突破九連城的機會。
比如卡什塔林斯基少將所防守的近40公里主要陣地，陣地上只有6000人和30門火炮。日軍很快就通過有利的地勢觀察到了這一點，黑木為楨立刻把兵力集中在了這一地區，他調動了20門120毫米的克虜伯榴彈炮和72門野戰炮，預備壓制俄軍的火炮，在俄軍眼皮下搭建起過河的浮橋。
8月27日，日軍在此地開始搭建浮橋，俄軍一開始使用大炮進行了干預，不過日軍的工兵相當的頑強，在俄軍的炮火下堅持了自己的工作，而俄軍炮兵缺乏訓練使得炮彈遠遠的偏離了目標，這更是增加了日軍工兵的勇氣。
直到8月29日，俄軍的炮兵才逐漸找到了感覺，能夠較為精準的射殺搭建浮橋的日本工兵了，不過此時浮橋已經基本建成。8月30日上午，日軍迅速發起了渡河作戰，日軍在這一方向集結了3個師團，而進攻方向只有2個連的俄軍步兵和2個連的炮兵。
日軍的火炮很快就壓制住了建立在開闊陣地上的俄軍炮兵掩體，使得俄軍炮兵不能再對浮橋發起攻擊。當俄軍炮兵試圖轉移時，更是遭到了日軍炮兵的毀滅性打擊。而日本步兵開始強渡鴨綠江，也就在這個時候，俄軍陣地上的機槍給了日軍一個狠狠的教訓。
集結在浮橋上的日軍，密密麻麻的就如同罐頭裡的沙丁魚，俄軍4挺機槍掃過，就看到這些日軍如同落葉一般飄落在了江面上，一時鴨綠江的江面都被鮮血染紅了。日軍足足過了數分鐘才反應過來，把大炮瞄準了俄軍的機槍。
在這場渡河戰役中，日軍一個聯隊被機槍給打殘了，不得不立刻退出了戰爭。但是，俄軍的機槍實在太少，且兵力布置的太過分散，日軍集中了炮火和兵力，因此俄軍很快就被迫放棄了陣地。9月1日黑木為楨完全包圍了九連城，卡什塔林斯基少將堅持了半天之後即下令撤退。
這是一場災難性的突圍，俄軍在撤退中遭到了日軍炮火的圍剿，最後一部分俄軍因為沒有及時撤出，也不願意向日軍投降，他們選擇了向日軍發起白刃戰的挑戰，但是日軍並沒有搭理俄國人，在包圍了這些俄軍之後，日軍直接開槍射殺了他們。
這場戰鬥以俄軍的失敗而告終，但是雙方的死傷人數其實相差不大，俄軍損失了約2400人，日軍也損失了將近2000人，俄軍的損失主要是炮火造成的，而日軍的損失則是機槍和炮火造成的。
戰後，黑木為楨在報告中指出：「親王和其他軍官大受鼓舞，部隊士氣大振。」俄軍的虛弱顛覆了日軍對其的印象，不管陸軍之前如何主張對俄開戰，但是對於俄軍的戰鬥力並沒有低估，他們主張開戰的原因是因為俄國人的貪婪本性，認為日俄之間遲早一戰，才主張應當在有利於日本的時機對俄開戰，並不是因為日軍比俄軍更強才開戰的。
但是從這場戰鬥中，黑木為楨為首的陸軍將領覺得自己對於俄軍的戰鬥力還是高估了，雖然俄軍在對中國人的作戰中失敗了，但他們對於俄軍還是心存畏懼，現在黑木等日軍將領覺得，俄軍確實不怎麼樣，也難怪他們會失敗於中國人了。
不過黑木為楨佔據了九連城之後並沒有展開對俄軍的進一步追擊，而是等待著俄軍進一步向南滿集結兵力的消息，及海軍方面的戰報。
在日本海軍艦隊挫敗了俄旅順艦隊之後，日本海軍便控制了黃海的制海權，但日本海軍並沒有消滅俄遠東海軍的主力。隨著彼得堡下令讓馬卡洛夫中將取代了斯達爾克成為太平洋艦隊的司令官後，這位中將人還沒有抵達旅順，就已經向海參崴分艦隊下達命令，要求其對日本列島進行攻擊作戰了。
海參崴分艦隊在耶森少將的指揮下對日本近海發起了一場破交戰，引發了日本民眾的恐慌，而俄國艦隊的活躍，也使得日本海軍不得不想辦法對旅順口進行閉塞作戰。
馬卡洛夫到任後不僅激起了俄海軍的士氣，他對於俄太平洋艦隊的一些措施，也極大的增強了俄艦的出擊能力，比如他下令旅順港內大型軍艦的行動完全由拖船來完成，之後軍艦再依靠自身的動力開出港埠，於是艦隊從內港到外港的作業從12小時減少到了不足3小時。
馬卡洛夫對於俄太平洋艦隊採取的一切變革都是為了一件事，有利於俄艦出擊。在他看來，只有活躍在海上的軍艦才是有價值的，龜縮在港內的軍艦是沒有力量的。因此看守旅順口的日本軍艦很快就感受到了俄國海軍的變化，那種強烈的進取心，使得東鄉平八郎不得不考慮對旅順口進行閉塞作業了。
不過馬卡洛夫的運氣真的不能算好，8月18日傍晚，俄旅順艦隊派出了驅逐艦中隊在外海佈雷，此時日本的驅逐艦也在旅順外海巡遊，一艘俄驅逐艦在夜晚迷失了方向，進入到了日本驅逐艦的編隊內，天亮時日本人發現了它並擊沉了它。
不過俄旅順海軍並不了解這一點，他們在天亮時派出了兩艘巡洋艦來搜索這艘迷失了的俄艦，在他們找到了俄艦沉沒的地方開始打撈倖存的水兵時，日艦淺間號等4艘巡洋艦出現了，開始圍攻救援水兵的俄艦，於是俄艦尋求支援，接著馬卡洛夫乘坐旗艦帶著主力艦出擊，試圖就此消滅一兩艘日艦。
只是在追擊中馬卡洛夫很快就看到了遠處日本聯合艦隊的大批軍艦的身影，他立刻明白了過來，這就是東鄉設置的陷阱，試圖把他們引誘出港決戰，因此他下令返航，東鄉率領聯合艦隊展開了追擊。
在這場追逐戰中，俄艦隊誤入了日本布置的水雷區，馬卡洛夫乘坐的旗艦撞到了至少一枚水雷，於是新上任的太平洋艦隊司令就此沉沒在了黃海。隨著馬卡洛夫的死亡，俄旅順海軍再一次沉寂了下去。