Ко всему этому добавилось введение в Маньчжурию российских войск после восстания в 1900 году на севере Китае ихэтуаней, приверженцев буддийской секты Белого лотоса, названного на западе Боксерским восстанием. Восстание было вызвано тяжелым экономическим положением народа и направлено против иностранного засилья. Во время волнений были убиты часть русского персонала КВЖД и члены их семей. Страны Запада (Великобритания, Франция, Германия, Австро-Венгрия, Италия), а также Соединенные Штаты Америки и Япония тоже ввели в Маньчжурию свои войска. При этом японский контингент составил половину всех зарубежных сил стран-интервентов – 45 тысяч человек.
Впоследствии Россия обещала вывести свои подразделения из Китая, но не делала этого в течение нескольких лет, что способствовало резкому ухудшению отношений между Японией и Россией. И это было хорошим поводом для начала войны. Япония требовала полного вывода русских войск из Маньчжурии, что противоречило «Большой азиатской программе» российской внешней политики, утвержденной императором Николаем II, заключавшейся в усилении влияния России на Дальнем Востоке. То же нужно было и Японии – контроль над Маньчжурией и Кореей.
Обострение отношений между Японской империей и Россией привело к внезапному, без официального объявления войны со стороны японцев, нападению японского военно-морского флота на русскую эскадру на внешнем рейде Порт-Артура в ночь на 27 января (9 февраля) 1904 года. Несколько сильнейших кораблей русской эскадры были выведены в эту ночь из строя (броненосцы «Цесаревич» и «Ретвизан», а также крейсер «Паллада»). В этот же день 6 крейсеров и 8 миноносцев японцев атаковали в корейском порту Чемульпо бронепалубный крейсер «Варяг» и канонерскую лодку «Кореец». После боя, продолжавшегося около часа, крейсер получил тяжелые повреждения, и командир «Варяга» В. Ф. Руднев принял решение затопить корабль, чтобы он не достался как трофей врагу. То же самое приказал сделать командир «Корейца» Г. П. Беляев. Канонерка была взорвана. Ликвидация двух российских кораблей, особенно «Варяга», позволила обеспечить беспрепятственную высадку японских войск 1-й армии командующего генерала Куроки в портах Корейского полуострова. Началась первая большая война нового типа, в ходе которой было применено новейшее по тому времени вооружение.
Боевые действия разворачивались быстро, и уже 21 февраля 1904 года японцы заняли Пхеньян, а через месяц вышли к корейско-китайской границе на реке Ялу.
Тем временем японцы продолжали боевые мероприятия по нейтрализации кораблей русской эскадры в гавани Порт-Артура. Ими были предприняты попытки заблокировать российские корабли на внутреннем рейде крепости с помощью затопления барж с камнями и цементом, что препятствовало бы выходу русских кораблей из гавани и облегчило бы высадку 2-й японской армии в Маньчжурии.
8 марта 1904 года в Порт-Артур прибыл командующий Тихоокеанским флотом адмирал С. О. Макаров, который незамедлительно начал осуществлять меры по ремонту русских кораблей с целью вернуть им способность активных действий, что существенно подняло боевой дух российских моряков.
Однако 31 марта после выхода С. О. Макарова в море на броненосце «Петропавловск» произошла настоящая трагедия отечественного флота. Корабль неожиданно наткнулся на несколько мин и за очень короткое время затонул. Большинство членов его команды, в том числе и адмирал, высшие командиры, много офицеров и матросов, более 600 человек, погибли в морской пучине.
Мины у входа в гавань Порт-Артура и на внешнем рейде ставили и японцы и русские. Минной войне российские моряки придавали особое значение. Среди минеров были настоящие специалисты. К их числу относился лейтенант А. В. Колчак, будущий Верховный правитель России и Верховный главнокомандующий Русской армией в Сибири (с 18 ноября 1918 по 4 января 1920 года), руководитель Белого движения России во время Гражданской войны. А. В. Колчак после перевода его на службу из Академии наук в Морское ведомство написал прошение, в котором ходатайствовал о переводе в Порт-Артур.
С 21 по 30 апреля 1904 года русские корабли осуществляли траление внешнего рейда гавани Порт-Артур. 1 мая они получили серьезное и опасное задание. В то время как миноносцы «Сердитый» и «Скорый» производили траление впереди минного заградителя «Амур», тот установил на море минную банку. В результате этой операции на следующий день на расставленных «Амуром» минах подорвались и затонули два японских броненосца – «Хацусэ» и «Ясима». Эта операция, по мнению морских специалистов, стала одним из самых больших достижений 1-й Тихоокеанской эскадры за всю кампанию 1904–1905 годов.
В мае 1904 года войска Японии высадились на Квантунском полуострове и перерезали сообщение Порт-Артура с Россией. Гарнизон крепости оказался в труднейшем положении. Осада длилась до зимы и 20 декабря 1904 (2 января 1905) года, когда русские вынуждены были сдать Порт-Артур японцам.