野戦鉄道提理部
なおこれに前後してロシア軍は提理部に接収された鉄道の奪取を目的に反撃を行い、大石橋・営口・海城・鞍山などの駅が攻撃され、線路も橋梁も爆破された。1月12日には営口駅が包囲され、救援に向かった列車も銃撃を受けたが、その被害は軽微であり輸送力に影響を与えるものではなかった。
北部戦線は冬季を迎え作戦行動に影響を与えたこと、そして旅順攻略で兵力が消耗したことにより進軍はきわめて遅いものとなっていた。しかしロシア側もロシア革命の発端ともいえる血の日曜日事件により国内が動揺、満洲への兵員輸送が限定的となっていたことから、日本軍はロシア軍に総力戦を行うことを決定、2月21日に奉天(現在の瀋陽)郊外で激突した(奉天会戦)。
激しい戦闘となった奉天会戦であるが、奉天を包囲されることを嫌ったロシア軍側が戦略的撤退を行い、日本軍は3月10日に奉天を占領。提理部は戦況を見ながら会戦終了前にもかかわらず本線の接収・改修を5か月ぶりに再開し、3月8日に本線・煙台-沙河間、3月18日に本線・沙河-渾河間、4月3日に撫順支線・蘇家屯-李二十寨間、4月24日に本線・渾河-奉天-新台子間、4月28日に本線・新台子-乱石山間が開通した。しかしこれらの区間では会戦と失地回復を念頭におかない撤退をしたロシア軍により蘇家屯附近を始めとして多くの鉄橋や駅舎・設備が破壊されており、復旧はかなりの困難を極めた。
その後、ロシア軍は鉄嶺方面へ撤退したものの、士気が著しく下がって軍紀も乱れ、鉄嶺からさらに奥、哈爾浜まで撤退した。これによりどんどんと提理部の改修も北進し、5月7日には本線・乱石山-鉄嶺間、5月13日には撫順支線・李二十寨-千金寨間が開通した。
陸戦が一段落したことで日露両国の戦闘は海軍が主役となり、5月27日には日本海軍の連合艦隊とロシア海軍のバルチック艦隊が激突している(日本海海戦)。連合艦隊の東郷平八郎は丁字戦法などによりバルチック艦隊を翻弄し一方的勝利を収め、ロシアを和平交渉へと誘導することになった。この後陸上では改修が再開、6月5日には本線・鉄嶺-開原間、7月7日には本線・開原-昌図間、そして8月1日には撫順支線・千金寨-撫順間が開通して撫順支線が全通した。なお軍そのものは本線を双廟子まで占領している。
日本海海戦の後、日本は各作戦には勝利したものの兵力、物資面に欠乏を来たし戦争継続が困難となり、アメリカ合衆国を仲介として和平交渉を推進。9月5日に戦勝国としてロシア側と講和条約であるポーツマス条約を締結した。日本側で交渉に当たった小村寿太郎は東清鉄道について哈爾浜以南の割譲を主張したものの、日本が占領したところまでとするロシア側の主張と対立、結果的に長春にある寛城子駅以南を日本に割譲することになった。ここに日露戦争は終結し、日本は東清鉄道の寛城子以南の部分と、関東州や鉄道附属地の租借権を得た。
講和成立により提理部の改修は一旦停止となり、ロシア軍の撤退と鉄道の正式な引き渡しを待つことになったのである。
南満洲鉄道の保有する路線=「社線」に、満洲国国有鉄道奉山線の奉天-新民間を加えたものが、おおよその路線網である。
上述の通り路線はその成立過程上、旧東清鉄道線・安奉軽便線・新奉線に区分される。それぞれの路線データは以下の通り。