Ночью было получено поразившее всех известие: генерал Орлов ранен и оставил свой отряд, а начальника его штаба якобы унесла лошадь, испугавшись взрыва снаряда, от 16 батальонов не осталось почти ничего.
Командующий армией тут же отдал приказание об общем отступлении и с востока, и от Ляояна к Мукдену.
Весь следующий день мы (Куропаткин и его штабные офицеры. - А.Ш.) объезжали под ружейный рокот и грохот орудий передовые части корпусов, прикрывающие отступление от Янтая на север; раненых везли в убийственно тряских линейках, двуколках и несли на окровавленных носилках навстречу нам. Легко раненные кое-как плелись сами, хотя и тяжело раненные, пока имели силы, предпочитали ползти ползком, чем ехать на невозможно тряской двуколке...
Вечером командующий армией остановился перед двумя полками, плохо себя зарекомендовавшими во время боя, и обратился к ним с грозной речью, которую закончил требованием, чтобы они в ближайшем же бою кровью смыли свой позор, в противном же случае грозил войти с представлением к Государю об их расформировании.
Наши войска, между тем, отступали по всему фронту.
Говорят, что, оставляя Ляоянские форты и укрепления, облитые кровью своих и противника, солдаты плакали. Тем не менее отступление велось в порядке, а преследующему врагу давался сильный отпор...
Вся дорога (войска отступали по восьми дорогам от Ляояна на Мукден) колыхалась, как море, запруженная бесконечным числом обозов, орудий, пехоты и кавалерии".
В ночь на 24 августа русские войска вышли из боя и оставили все свои позиции под Ляояном. Отход совершался под прикрытием сильных арьергардных отрядов и конницы на флангах. Очевидец отступления русских войск к Мукдену так описывал эту картину:
"Мандаринская дорога на всю свою ширину, да еще расширенная движением по окаймляющим полям, была вся запружена. Постепенно обозы и парки всех корпусов, которым были назначены дороги к востоку от железной дороги, стянулись на эту единственную дорогу. Часто можно было видеть повозки бок о бок, в 5 или 6 рядов, ожидающие, со свойственным русским терпением, своей очереди двинуться вперед. Всевозможные батареи, инженерные, телеграфные и понтонные повозки, полевые артиллерийские парки и обозы всякого рода, санитарные и продовольственные, сбились в кучу. Между ними пехота в одиночку или частями, конюха, зачастую с заводными лошадьми, мулы, ослы, рогатый скот - все старались пробиться к северу. Околевающий или павший скот и лошади, валявшиеся у дороги, не увеличивали привлекательности зрелища.
По правде сказать, русские не щадили усилий, чтобы упорядочить движение. Были устроены посты и где было нужно - имелась военная полиция. Но на каждом мосту и в каждой деревне происходили задержки на многие часы и ужасный беспорядок. В довершение всего дороги, за день до этого твердые, как камень, были превращены проливными дождями в болото, в которое повозки погружались до осей и часто там застревали. Много лошадей пало от напряжения.
Но всего страннее было царствовавшее всюду молчание. Правда, что оружие, снаряжение, упряж и повозки русских в то время производили мало шума. Но факт тот, что русский всегда спокоен и терпелив, привык к беспорядку и всегда найдет из него выход".
Японцы не смогли организовать эффективного преследования и были рады, что так легко отделались от русских. Попытка преследовать отходивший русский арьергард обернулась для японцев ночной штыковой контратакой у железной дороги. После того как арьергарды Маньчжурской армии перешли реку Шахэ, всякое соприкосновение с неприятелем прекратилось. Отойдя от Ляояна на 50-60 километров, русская армия стала закрепляться на позициях под городом Мукденом - столицей Маньчжурии.
В оставленном Маньчжурской армией городе Ляояне, на его железнодорожной станции в руки японцев попали большие запасы военного снаряжения, продовольствия, боевых припасов. Все это многие месяцы днем и ночью доставлялось воинскими эшелонами из России, поскольку официально считалось, что именно Ляоянские укрепленные полевые позиции станут "камнем преткновения" для сухопутных сил страны Восходящего Солнца в ходе всей войны.
В Ляоянском десятидневном сражении японцы, по их данным, потеряли почти 24 тысячи человек (600 офицеров и 23 243 нижних чинов). Это было намного меньше потерь осадной 3-й императорской армии генерал-полковника Маресукэ Ноги в боях на ближних подступах к крепости Порт-Артур и во время ее первого штурма.
Потери русской Маньчжурской армии в Ляоянском сражении составили 541 офицер и 16 493 рядовых и унтер-офицеров, из них убитыми были менее трех тысяч. Для десятидневного упорного сражения число погибших оказалось небольшим даже с учетом того, что русские войска оборонялись на заранее подготовленных полевых позициях.