日露戦争では再び日本軍の攻撃を受けて激戦地となり、旅順攻囲戦が発生した。なかでも203高地での戦闘が著名となった。4か月以上の戦闘の末に、1905年1月1日にロシア軍守備隊は降伏した。日本陸軍は旅順要塞司令部を設置し、日本海軍は旅順港に旅順鎮守府を設置した。