В 1904—1905 гг. Мейендорф принял со своим корпусом участие в войне с Японией и после сражения на реке Шахэ вернулся в Россию. За боевые отличия во время русско-японской войны награждён в 1905 г. бриллиантовыми знаками ордена св. Александра Невского с мечами (сам орден был пожалован ранее, в 1901 г.), золотым оружием, украшенным бриллиантами, и 8 января 1908 г. орденом св. Георгия 4-й степени. 19 декабря 1905 года Мейендорф был удостоен звания генерала, состоящего при Особе Его Величества. В мае 1917 г. уволен в отставку по болезни.