В процессе переговоров немцы предложили России компромисс: не возражать против захвата Германией Циндао и вознаградить себя приобретением Порт-Артура. Однако ждать завершения переговоров немцы не стали, и в ноябре 1897 года без согласования с российской стороной высадили десант в Циндао. В результате возникла острая ситуация, грозившая русско-германским конфликтом. Впрочем, обстановка вскоре разрядилась. Правительство России приняло предложение немцев, и в декабре 1897 года русская эскадра вошла на рейд Порт-Артура. В марте 1898 года был подписан договор с Китаем о сдаче России в аренду Порт-Артура и Ляодунского полуострова сроком на 25 лет. Одновременно Китай согласился на постройку Россией железной дороги от Порт-Артура до Харбина — для соединения с КВЖД.
Церемония передачи Порт-Артура состоялась 16 марта 1898 года. Накануне вечером в Порт-Артур прибыл крейсер «Россия». Стоявшая на рейде эскадра его ждала, и не случайно. На «России» вахтенным начальником служил лейтенант великий князь Кирилл Владимирович, двоюродный брат императора. В церемонии включения в состав Российской империи новой территории ему, естественно, отводилась не последняя роль.
Вот как это событие описано в историческом журнале крейсера «Россия»: «15 марта в 10 ч. утра при собрании офицеров и команды по сигналу адмирала прочитан был приказ… содержащий… повеление Государя Императора занять вооруженными силами Порт-Артур и бухту Талиенван, отходящую к государству Российскому в качестве арендной собственности». Эту операцию суда эскадры выполнили, «находясь в полной боевой готовности, имея десант, подготовленный к занятию береговых батарей и портовых учреждений». К вечеру Порт-Артур принадлежал уже России. На следующий день «в 8 ч., следуя адмиральскому кораблю, на мачте батареи “Золотая гора” были подняты рядом русский военный и китайский флаги. Русский флаг поднимал Его Высочество Великий Князь Кирилл Владимирович». В тот же день с прибывшего из Владивостока парохода «Саратов» на берег высадился десант из стрелков, забайкальских казаков, полевой артиллерии и команды крепостных артиллеристов. К вечеру китайские войска начали выходить из Порт-Артура, и китайский флаг на «Золотой горе» был спущен.
Новая территория России включала в себя значительную часть Ляодунского полуострова, простиравшуюся к северу от его южной оконечности на 120–125 км. В состав Российской империи она вошла как Квантунская область. Относительно крупных населенных пунктов было пять: Порт-Артур, основанный русскими торговый порт Дальний и три китайских города: Талиенван, Цзиньчжоу и Бицзыво. Почти посередине, у города Цзиньчжоу, полуостров сужался и образовывал перешеек шириной не более 3 км. Впоследствии он и стал передовым рубежом обороны Порт-Артура.
Вместе с Приамурским генерал-губернаторством Квантунская область вошла в состав образованного в 1898 году наместничества на Дальнем Востоке. Возглавил наместничество ставший Главным начальником Квантунской области адмирал Е.И. Алексеев. Ему непосредственно подчинялись командующий войсками области, строитель крепости, комендант Порт-Артура и командующий Тихоокеанской эскадрой. Формировался Квантунский гарнизон исключительно из частей, прибывающих морем. Суда из Одессы, Кронштадта и Владивостока шли постоянно. К началу 1904 года в состав Квантунского гарнизона входили: две дивизии — 7-я, расквартированная в Порт-Артуре, и 4-я, расквартированная в Дальнем и Талиенване. В Цзиньчжоу стоял 5-й Сибирский стрелковый полк. В гаванях и на рейде располагалась достаточно мощная эскадра: 7 броненосцев, 7 крейсеров, 39 эсминцев и много других кораблей.
За время, в течение которого Россия владела Порт-Артуром, город значительно разросся. К 1904 году в нем уже насчитывалось свыше 50 тысяч жителей, имелось более 1800 торговых заведений. Их ежегодный оборот составлял около 6 миллионов рублей. Единого, как такового, города не было. Он состоял из трех относительно самостоятельных частей: Старого города, возникшего еще в китайские времена на северном берегу Восточного бассейна; Нового; китайского города, расположенного севернее Старого города; Нового города, построенного русскими на северном берегу Западного бассейна. Новый город имел регулярную планировку с прямыми улицам. В некоторых районах они были взаимно перпендикулярны, в некоторых расходились лучами от площадей. Новый город состоял из нескольких районов, каждый из которых принадлежал и застраивался Морским или Военным ведомствами. Все три городские части Порт-Артура окружали горы, на которых располагались крепостные укрепления.