1900年（明治33年）4月25日、陸軍少将に進級し、歩兵第6旅団長に就任する。翌年5月22日、台湾守備混成第1旅団長に転出する。1903年（明治36年）4月2日、第12師団（師団長：井上光中将）隷下の歩兵第12旅団長に移り、この時日露戦争に出征。鴨緑江会戦に参戦。遼陽会戦直前の1904年（明治37年）8月15日に休職した。1906年（明治39年）4月6日、陸軍中将進級と同時に予備役編入。佐々木は日露戦争の戦功から功四級金鵄勲章を受章する。1911年（明治44年）4月1日、後備役となる。1916年（大正5年）4月1日に退役した。