Накануне наступления, основную часть которого должны были проводить войска Гриппенберга, генерал Куропаткин приказал, чтобы часть этих войск выполняла другую задачу: ей предписывалось перехватить японскую колонну. Гриппенберг выразил недовольство, и приказ был отменен. Но дела в главном штабе Куропаткина обстояли так плохо, что в течение некоторого времени была опасность, что все наступление может сорваться.
Генерал Гриппенберг должен был начать наступление 25 января. Его план был несовершенным, ему препятствовало недоверие, высказанное Куропаткиным, который посоветовал ему каждые два часа присылать сообщения о своем продвижении и приказал не перемещать части, не проинформировав главный штаб.
Сражение длилось четыре дня. Генерал Куропаткин постоянно вмешивался в операции генерала Гриппенберга своими приказами. К тому же плохо работала разведка. Генерал Куропаткин начинал нервничать, ему мерещились признаки параллельного японского наступления в другом секторе, и он отдавал приказы отвести русские войска. Очередной его приказ пришел по телефону 28 января. Он был выполнен. Через два дня генерал Гриппенберг сообщил в главный штаб о своей болезни. Он также телеграфировал военному министру в Петербург, прося отозвать его в Россию из-за болезни сердца. На следующий день Гриппенберг получил шифрованное сообщение от самого царя, в котором тот просил сообщить ему истинную причину просьбы об отставке. Генерал Гриппенберг выполнил это. Он сказал, что он лишен независимости и инициативы и в этих обстоятельствах он больше не может служить. Гриппенберг опять попросил отозвать его в Петербург, чтобы он смог предоставить полный рапорт. 1 февраля его запрос был удовлетворен, и два дня спустя Гриппенберг отправился в европейскую часть России. Генерал Куропаткин считал, что отзыв офицера нарушает дисциплину в его армии, и с неудовлетворением отнесся к тому, что его удовлетворили в Петербурге.
Сражение при Сандепу не оказало особого влияния на исход войны в Маньчжурии, поскольку для обеих сторон не меняло ситуацию. Не японцы заставили 2-ю армию отойти назад, а генерал Куропаткин сам приказал начать отступление. В атмосфере путаницы и неудач, не делая того, что нужно было сделать, генерал Куропаткин создал серьезную ситуацию морального разложения в армии. В этом сражении была задействована только треть главных русских сил, тогда как основные силы ждали и наблюдали. Если бы воспользовались их помощью, то сражение могло бы быть выиграно, но генерал Куропаткин не сделал этого. Результатом стала серьезная потеря веры солдат в вышестоящих командиров и высшее командование.
Маршал Ояма выжидал. Со 2 января он ждал подхода войск генерала Ноги, которые должны были доставить несколько одиннадцатидюймовых осадных орудий и включиться в сражение. К февралю маршал Ояма начал беспокоиться. Скоро должны были начаться весенние оттепели, а с ними — обычные разливы рек, которые затруднят наступление, сделают его более тяжелым, чем зимой и летом. План маршала Оямы включал использование двух новых сил. 5-я армия должна была скрытно подойти к восточному флангу русских и окружить этот сектор. Кроме того, 3-я армия генерала Ноги должна была так же тихо подойти к западному флангу русских и здесь нанести концентрированный удар по ним.
На второй неделе февраля маршал Ояма собрал военный совет в Ляояне. Новый командующий 5-й армией генерал Кавамура уже прибыл сюда. К 19 февраля 3-я армия находилась на позициях недалеко от Ляояна, и японские войска теперь насчитывали более 200 000 человек плюс тыловые части. Маршал Ояма доложил свой приказ о наступлении. Первой должна была наступать вновь созданная армия генерала Кавамуры.
Это сражение, ставшее последним сухопутным сражением в этой войне, известно как сражение при Мукдене. Действительно, оно произошло на несколько миль севернее Шахэ, то есть того поля сражения, где противники встречались в октябре. Поле битвы сильно меняется, когда дело касается особенностей территории. Западнее железной дороги протекают реки Ляохэ, Хуньхэ и Пухэ. Это была ровная местность. Восточнее железной дороги находились горы, которые по мере удаления от железной дороги становились все более непроходимыми. Равнина на западе к моменту сражения представляла собой перемежающиеся замерзшими полями китайские деревушки, кумирни и кладбища. В десяти милях от Мукдена лежала линия песчаных холмов, которые являли собой хорошие оборонительные позиции. Между реками Пухэ и Хуньхэ проходила старая железнодорожная линия, чья насыпь поднималась местами до тридцати пяти футов в высоту, таким образом обеспечивая прикрытие для защищающихся войск на двадцать миль от Мукдена. Другой важной характеристикой была роща сосновых деревьев, растущая в трех милях к северо-западу от Мукдена, кладбища императоров Манчу. Вокруг Мукдена русские вырыли окопы еще при защите Ляояна.