战争爆发后，老毛子加速向远东增兵。为防日军在朝鲜和辽东半岛沿岸登陆，俄军作如下部署：“东满”支队（近2万人）在鸭绿江右岸占领阵地；“南满”支队（约2.2万人）配置在营口一大石桥一海城地区；关东支队（近3万人）部署在辽东半岛和旅顺地区。
主力（近3万人）集结于辽阳一奉天地区。此外，在南乌苏里和海参崴还有近3万人集结待命。从老毛子腹地调来的增援部队正陆续开到。
在俄日双方争夺制海权的同时，日本陆军开始登陆。1904年3月21日，日第1军（约3万人，100余门炮，由黑木为桢大将指挥）首先在朝鲜镇南浦登陆北进。
1904年4月中旬，日军未遇抵抗就抵达鸭绿江左岸。在对岸防守的是俄军“东满”支队，由扎苏利奇中将指挥。扎苏利奇拥有近2万人、62门炮，占领阵地已经1个半月，但没有加强防御工事。
部队分散配置在宽大的正面上，对敌人可能进攻的方向胸中无数。只构筑一道绵长的堑壕，并且几乎不加伪装。占总兵力约半数的预备队配置在10公里以外。炮兵阵地完全暴露。
1904年4月30日夜间，日军发动进攻，企图迂回俄军左翼。1904年5月1日在九连城展开激战。俄军以炮火和反突击抵抗日军的进攻。
但日军兵力占优势，其火炮从隐蔽阵地上发射，压制了俄军炮火。扎苏利奇害怕被包围，下令向辽阳撤退。
东西伯利亚第11步兵团被陷入优势日军的包围圈，经替战突围，伤亡惨重。这是俄军在地面作战中首次失利。扎苏利奇部队的撤退，为日军进入东北打开了大门。日第1军立即前出凤凰城地区，准备向辽阳方向进军。
与此同时，日第2军（4个师，约4万人，216门炮，由奥保巩大将指挥）于5月初在辽东半岛东南貔子窝登陆，企图从北面攻占旅顺。1904年5月底，第2军进抵金州。在该地区担任防御的是俄军第4步兵师，负责掩护旅顺以北的接近地。
这个师共1.8万人（131门炮，由福克将军指挥），但只派出1个团（3800人）在阵地上，其余都作为预备队，距前沿10～12公里以外。日第2军以3个师投入进攻，兵力10倍于敌，火力5倍于敌，并可得到舰炮支援。
在众寡悬殊的战斗中，老毛子舰队主力按兵不动，只出动了两三艘舰艇加强俄军的右翼。辽东半岛俄军司令斯捷塞尔命令福克师放弃大连，径直向旅顺方向撤退。
日军随即占领金州和大连，并向旅顺逼进。由于旅顺地面部队司令康得拉钦科坚持利用旅顺外围有利地形设防，日军才被阻于旅顺以北25～30公里一线。
日军各路登陆得手后，于1904年6月20日建立“满洲军总司令部”，以大山岩元帅任总司令，统一指挥各部日军。
只要旅顺继续掌握在老毛子手中，它的舰队就随时可威胁在“南满”登陆的日军的海上交通线。不占领旅顺，日军无法在东北进行大规模的地面作战。
因此，在将近1个月的时间内，日方积极准备对旅顺的第2次进攻，专门编组了执行这项任务的第3军（第2军已奉命北上），任命乃木希典为军长。
与此同时，尼古拉二世也指示远东老毛子陆军总司令帕特金发动攻。日军炮击旅顺要塞无疑，老毛子的敌人将利用这一点尽可能使我们为难，而朋友则将把老毛子视为软弱的同盟者而加以抛弃。”
在沙皇政府的压力下，库罗帕特金勉强派出1个军（施塔克尔堡指挥的西伯利亚第1军）南下支援旅顺。
1904年6月14～15日，该军在得利寺、瓦房店地区与日第2军遭遇，俄军一败涂地，狼狈退却。从此旅顺与东北俄军主力的联系被完全切断。
日军为进攻旅顺，必须确保第3军后方的安全，使它不致遭到集结于辽阳以南地区俄军的打击。因此，1904年6月下旬，第1、第2、第4（从大孤山登陆）3个军开始向辽阳方向移动，企图牵制俄军于该地。1904年6月26日起，日军恢复了辽东半岛上的军事行动。
但占领了横山等制高点以后，又转入防御，等待增援。1个月后，日第3军恢复对旅顺的攻势。此时，防守旅顺外围各隘口的俄军第44、第7两个师，兵力约1.6万人，火炮70门，另有战舰支援。但在斯捷塞尔指挥下，节节败退。
从战争爆发到1904年7月底近半年中，旅顺要塞的防御有所加强。守军增到4万人，炮646门，机枪62挺。海军有战舰38艘。但物资储备不足以应付长期围困。例如炮弹，平均每门炮只有400发。
大山岩多次请求何猫支援炮轰，但都被何猫给拒绝，理由是为总攻做准备。在何猫看来，日本人死的越多越好，怎么会支援你们炮火呢。
负责旅顺防务的斯捷塞尔是个常败将军，他从金州失守开始，就主张放弃旅顺外围一切要地，退入要塞，等待增援。
甚至帕特金也感到此人不宜继续担任指挥，曾命令他将指挥权交给斯米尔诺夫将军。但塞尔对斯米尔诺夫隐瞒了电报，以致后者直到战争结束以后才知道对自己的“任命”。舰队司令威特赫夫特也强调敌强己弱，拒绝出海，始终龟缩在港内。
包围旅顺的日军兵力达6万人，火炮400门（其中攻城炮198门），机枪72挺。同时，日方以舰队（52艘战舰）封锁了港口。
由于威特赫夫特准备不周，指挥失当，与日舰队遭遇，当场战死，其余舰只被迫缩回基地，部分舰只逃到中立国港口，被解除武装。
1904年8月12日，俄海参崴分舰队在蔚山海战中被日军上村彦之丞的第二舰队摧毁，1904年8月19日，日军对要塞发动首次强攻，昼夜突击，双方激战到8月24日。
日军夺占了一些前沿工事，但伤亡约2万人（占总兵力1/3），士气低落，自伤者大有其人。俄军也伤亡3500人。至此，日军放弃了迅速攻占旅顺的打算，改取长围久困之计。
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