Con el inicio de la guerra ruso-japonesa en 1904, Diterijs se convirtió en oficial jefe de servicios especiales en el cuartel general del 17.º Cuerpo de Ejército. Llegó al frente de Manchuria en agosto de 1904, y participó en las batallas de Liaoyang, Shaho y Mukden. Para el final de la guerra, era teniente. Retornó a Moscú tras el fin de la guerra y en 1906 era oficial jefe para servicios especiales en el cuartel general del 7.º Cuerpo de Ejército. Al año siguiente, estuvo en el mismo puesto en el cuartel general del Distrito Militar de Kiev. Fue promovido a coronel en 1909. En 1910, sirvió como ayudante principal del cuartel general del Distrito Militar de Kiev. A partir de 1913, Diterijs fue jefe del Departamento de Movilización del Directorio Principal del Estado Mayor General.