В феврале 1905 года русские войска потерпели поражение в генеральном сражении при Мукдене. Следующее жестокое поражение Россия потерпела на море.
В мае того же, 1905 года русская эскадра под командованием вице-адмирала З. П. Рожественского, переброшенная на Дальний Восток с Балтики, была разгромлена в Цусимском проливе, в Японском море.
Рожественский отлично представлял себе, на что он лично сам вызвался. Поспешно собрать эскадру для похода на помощь осажденной крепости через полмира из кораблей разных классов, вооружение которых явно не соответствовало более современному японскому, зная, что много для этого похода не хватает, мог решиться не каждый. Но Порт-Артуру нужна была помощь. Поступок поистине геройский.
Главными национальными героями Русско-японской войны были генерал-лейтенант Ноги Марэсукэ, командовавший японскими войсками при штурме Порт-Артура, и адмирал Того Хэйхатиро, победивший русских на море. При штурме Порт-Артура войска, руководимые Ноги, понесли большие потери, в связи с чем всю ответственность за это генерал взял на себя. Поэтому он испросил у императора разрешения на харакири, в чем ему было отказано до тех пор, пока монарх жив, как сказал сам правитель Японии.
Как только летом 1912 года император Мэйдзи скончался, Ноги и его жена сразу же осуществили дзюнси – «самоубийство вслед» в соответствии с классической традицией феодальных времен. За это генерал стал рассматриваться как высший объект верности и самопожертвования императору и стране, а синтоистское духовенство в честь преданного генерала начало сбор средств для строительства храма. Святилище было возведено рядом с домом военачальника в токийском районе Минато и названо «Ноги дзиндзя». Такой же почести удостоился и адмирал Того. Уже при жизни он был объявлен одним из «богов войны». В его честь в Токио был сооружен синтоистский храм «Того дзиндзя».
Победила Япония в войне с Россией намного труднее, чем с Китаем. Японское военное командование использовало в сражениях почти все свои резервы. Главное было в больших людских потерях. Около 90 тысяч солдат и офицеров погибло в боях. Хотя у России было еще достаточно сил на Дальнем Востоке, но обострение внутренней ситуации в стране, выражавшееся в революционных выступлениях народа, заставили ее пойти на переговоры. После подписания 5 сентября 1905 года в Портсмуте (США) мирного договора Россия уступала Японии зоны своего влияния на востоке Азии. Япония снова начала распоряжаться Ляодуном, и на его южной оконечности, в Квантуне, разместилась самая большая зарубежная группировка императорской армии. Япония получала на западном побережье острова Хоккайдо несколько наблюдательных пунктов, с которых должна была поступать информация о приближении кораблей противника. Также она обрела полную свободу действий в Маньчжурии и контроль над Южно-Маньчжурской железной дорогой, являющейся ветвью КВЖД. Россия отдавала Японской империи арендованные у Китая Порт-Артур и Дальний и теряла южную часть Сахалина, становившуюся с этого времени японской колонией. Все Охотское море и его порты оказывались под еще большим японским контролем, чем ранее, что позже сыграло для Советского Союза негативную роль во время Второй мировой войны и войны на Тихом океане.
В ходе войны Япония присоединила к землям империи еще два маленьких необитаемых островка Такэсима (по-корейски Токто), находящихся в Японском море и принадлежавших до этого Корейскому королевству (в настоящее время эти две скалы являются предметом территориального спора между Японией и Республикой Корея). А через несколько лет зависимая от Японии Корея вообще была аннексирована Японской империей (в августе 1910 года в Сеуле был подписан японско-корейский договор об аннексии, носивший название «Никкан хэйго») и превратилась в ее колониальное владение. Корея стала губернаторством, управляемым японским губернатором, как и остров Хоккайдо.
Успеху японцев в кампаниях Русско-японской войны сопутствовали незавершенность военно-стратегической подготовки русской армии, удаленность театра военных действий от главных центров Российской империи, плохие коммуникации, неудовлетворительное техническое оснащение российских войск и ряд других факторов.