С началом Русско-японской войны капитан И.О. Белинский по собственному желанию в мае 1904 года был переведен на фронт, в Маньчжурскую армию и был назначен помощником корпусного инженера 10-го армейского корпуса. На этой должности И.О. Белинский укреплял позиции войск, строил инженерные объекты, занимался рекогносцировкой. За отличие в битве под Ляояном был награждён орденом Св. Владимира 4-й степени с мечами и бантом. В действующей армии до конца войны, руководил оборудованием участка Сыпингайской позиции. После окончания войны И.О. Белинский вернулся на службу в Брест-Литовское крепостное управление.