Во время русско-японской войны 1904—1905 с 22 апреля 1904 года состоял в распоряжении командующего Маньчжурской армией. После гибели графа Ф. Э. Келлера, с 18 июля 1904 года командовал Восточным отрядом, впоследствии преобразованным в 3-й Сибирский армейский корпус. Командовал корпусом при отступлении к Ляояну. Во время боёв на реке Шахе получил задачу обойти левый фланг японской армии и отбросить её к Корее, но в результате сильного сопротивления японцев вынужден был отступить. Зато ещё раз продемонстрировал свои успехи в обороне в битве при Мукдене, удерживая позиции до последнего и отступив, лишь получив приказ. За боевые отличия в войне был награждён орденом Святого Георгия 4-й и 3-й степени и золотым оружием, украшенным бриллиантами.