30 августа началось наступление трех японских армий на передовые Ляоянские позиции. Два дня длился бой. Но в ночь на 1 сентября по приказу Куропаткина армия отводится на главные позиции. 3 сентября в разгар боя был получен приказ об общем и немедленном отступлении. Но, как оказалось, положение русских войск под Ляояном отнюдь не было безнадежным. Японские армии пришли в большое расстройство и потеряли способность к дальнейшим атакам. Японское командование считало свое положение весьма тяжелым. В Ляоянском сражении русские войска потеряли 18 тысяч, японцы 23,5 тысячи человек. Тем не менее русская армия отошла к реке Шахэ.
После Ляояна Петербург решил отправить на Маньчжурский театр военных действий 2,5 корпуса и кавалерию. Во всяком случае, к октябрю 1904 года у русской армии пока еще сохранялось превосходство в силах: 195 тысяч штыков и 758 орудий против 150 тысяч штыков и 648 орудий японцев.
В начале октября Куропаткин задумал так называемое Шахэйское сражение. Наступление началось удачно. Передовые части японцев были сбиты, а отряд генерала Реннен-кампфа обошел их с фланга. Но вместо безостановочного и быстрого движения всем фронтом Куропаткин вновь проявил нерешительность. Между тем японцы перешли в контрнаступление. Центр японцы не прорвали, но отвлекли на себя почти все резервы генерала Куропаткина. Западный отряд принужден был отойти на несколько километров. Наступление восточного отряда захлебнулось. Постепенно замирая, Шахэйское сражение закончилось 17 октября 1904 года. Потери русских — 41 тысяча человек, японские — почти такие же.
Японское контрнаступление выдохлось еще раньше русского. И почти одновременно обе стороны отказались от продолжения операции.
В такой сложной стратегической и оперативно-тактической обстановке началась в конце октября 1904 года боевая деятельность Деникина в качестве начальника штаба в Восточном отряде генерала Ренненкампфа.
С непосредственным начальником Антону Ивановичу повезло: генерал Ренненкампф был личностью неординарной. Из воспоминаний Деникина:
Отношение между китайским населением и войсками отряда не вызывали сложностей. Конечно, бывали эксцессы, как и во всех армиях, во всех войнах. Но так уж сложилось исторически, что русский человек в своей ментальности не был заносчив. Зато образовавшуюся лакуну заполнила общительность. К китайцам солдаты относились добродушно.