В тот же день в 9 часов утра частью войск IV корпуса по приказанию генерала Куропаткина было проведено демонстративное наступление в направлении между фортом № 5 и рекой Тайцзы. Целью наступления было уточнение группировки армии Оку, так как возникло опасение, что часть ее сил переправляется ниже Ляояна на правый берег Тайцзы и продвигается в русский тыл. Одновременно бригада 9-й В.-С. стр. дивизии г.-м. Кондратовича, охранявшая тыл на правом берегу у Ляояна, двинута была на форт № VIII и далее по берегу с целью противодействовать переправе.
Командир IV Сиб. корпуса генерал Зарубаев отдал распоряжение генералу Левестаму: «Командующий армией приказал произвести демонстративное движение между 5-м и 8-м фортами, дабы выяснить силы противника и оттянуть их на себя. Наступление произведите энергичнее».
Получив приказ в 7 часов утра, генерал-лейтенант Левестам вызвал генерал-майоров Коссовича и Ребиндера и приказал начать энергичное наступление двумя колоннами: левой генерала Ребиндера в составе Семипалатинского и Енисейского полков и правой из войск генерала Коссовича. На войска генерала Коссовича возлагалась задача содействия колонне генерала Ребиндера. Правую колонну возглавил генерал Шилейко.
Енисейский полк (11 рот) выступил со своего бивака в 9 часов 10 минут утра; следом выступил Семипалатинский полк. Части правой колонны генерала Шилейко (2 батальона Барнаульского и батальон Омского полков) выступили на полтора часа позже. Части двигались веером, причем вследствие неодновременного выступления образовался уступный порядок слева.
Реляция временно командующего Енисейским полком подполковника Станиславова сообщает о действиях у д. Цяньшицаоцзы следующее: «Почти что к южной окраине деревни примыкал сплошной гаолян, от деревни до гаоляна было открытого места не более 300 шагов. Отступившие части неприятеля укрылись в гаоляне. Деревня была нами занята в 11 часов 25 минут. Сейчас же после этого неприятель начал обстреливать наши части. Справа от нас начал развертываться в боевой порядок 11-й Семипалатинский полк, который, быстро развернувшись, энергично начал наступать, в 12 часов 20 минут сравнялся с енисейцами и открыл огонь по неприятелю. В это время, до развертывания семипалатинцев, подошли с юга по дорогам, пролегающим в гаолян, наши роты заметили это движение и открыли сильный залповый огонь по колоннам японцев, которые быстро скрылись в гаолян, откуда, спустя некоторое время, был открыт по нас пулеметный и ружейный огонь, вследствие чего мы начали нести большие потери. На этот огонь уже все роты нашей боевой линии начали отвечать беспрерывным залповым огнем».
Японцы, по оценке подполковника Станиславова, развернули свыше двух дивизий со значительным числом пулеметов. Русские части стали нести значительные потери. В 15.30 Енисейский полк получил приказ отойти к линии окопов. Реляция: «При выполнении этой задачи более половины офицеров выбыли из строя, многими ротами командовали даже фельдфебеля. Явилась критическая минута, противник бил на выбор на открытых местах, несмотря на это, раненые и убитые уносились, роты упорно, останавливаясь, обстреливали неприятеля сильнейшим огнем».
Наступление выяснило, что японцы ниже Ляояна не переправляются и что главная масса войск Оку находилась к западу и юго-западу от д. Цяньшицаоцзы.
На рассвете 21 августа японская артиллерия открыла сильнейший огонь по всему фронту позиции и по городу. Около 7 часов утра г.-л. Зарубаев получил приказание генерала Куропаткина немедленно начать отступление всем гарнизоном к ст. Янтай. Это приказание было немедленно направлено войскам. Однако около 9 часов утра пришло новое – начать очищение фортов в сумерки, между тем некоторые части войск уже начали отходить по первому приказанию, а японцы в это время как раз возобновили свои атаки. На ряде участков возникло критическое положение, которое удалось благополучно разрешить благодаря распорядительности частных начальников, успевших одни войска вернуть, а на место других выдвинуть резервы.
Огонь японцев был сосредоточен преимущественно на фортах № I, II, III, IV и по Ляояну. Шрапнели рвались десятками, телефонные провода местами были перебиты, фугасные снаряды разрушали бруствера, город и склады к вечеру горели.
В этот же день армия Нодзу производила большую перегруппировку, в связи с переправой на правый берег Тайцзы гвардейской дивизии Куроки, на смену которой на высоты у Сванмяоцзы и Сяпинцу двинута была одна дивизия 4-й армии. Большая часть оставшихся войск Нодзу сосредоточивалась против фортов № III и IV, готовясь к атаке. Японцы настолько приблизились к линии обороны, что все передвижения их колонн по равнине происходили на виду и под выстрелами с позиции. Во время, когда колонны выходили на открытые промежутки, японцы сигнализировали особыми флагами своей артиллерии, усиливавшей огонь и не позволявшей русским стрелкам высунуться из-за гребня брустверов.