После начала войны был назначен обер-офицером для особых поручений при штабе 17-го Армейского корпуса. На фронт прибыл в августе 1904 года. Участвовал в сражениях под Ляояном, на реке Шахе, при Мукдене. Война завершилась для Дитерихса производством в подполковники (17.04.1905) и назначением на должность штаб-офицера для особых поручений при штабе корпуса.