Встретив упорное сопротивление японцев на подступах к Бенсиху, генерал Любавин приказал войсковому старшине Хрусталеву обойти с двумя сотнями аргунцев позицию противника, а командиру 5-й сотни 2-го Нерчинского полка есаулу Келлеру атаковать лавой с фронта. Спешенные казаки попытались с ходу атаковать японцев, прикрывающих переправу у моста, но были остановлены огнем с правого берега реки. Конно-горный взвод выдвинулся на указанную позицию и стал вести огонь по японской пехоте и деревне Бенсиху, в которой после нескольких выстрелов начался пожар. Однако вскоре закончились снаряды, и батарея ушла под прикрытием сотни казаков в деревню Уйнюнин. Другая сотня была выслана для разведки на юг и юго-восток, и одна сотня была оставлена в прикрытие коноводам. Из пяти сотен только две могли вести бой, имея во взводах по 7–8 казаков. В это время левая колонна генерала Петерева у деревни Ходигоу вела ожесточенный бой. Командир 3-го корпуса из деревни Каотайдзы выдвинул ей два батальона с 6 горными орудиями. Все свои силы японцы обратили против главных сил отряда Ренненкампфа, выставив заслон против казаков Любавина. Не имея сил для наступления, казаки оказались в роли наблюдателей и никакой существенной помощи войскам, наступающим с фронта, оказать не могли. С тоской наблюдали казаки, как сражаются их товарищи. Просьба генерала Любавина — прислать хотя бы один батальон — осталась невыполненной.
В результате боя конный отряд Любавина зашел в тыл противника, но не был поддержан другими частями, наступающими с фронта. Казаки остановились и вели бесцельную перестрелку с японской пехотой до наступления темноты.
Оставив одну сотню аргунцев в охранении на достигнутом рубеже, остальные сотни отошли на ночлег в соседнюю деревушку Даюйну. В темноте они перепутались, заблудились.
Ночью к японцам подошло подкрепление с 4 орудиями и пулеметами. О наступлении не могло быть уже и речи. Главной задачей для казаков Любавина стало — удержать свои позиции до подхода главных сил пехоты и артиллерии.
27 сентября подошедшие с фронта главные силы генерала Ренненкампфа начали медленное наступление, но успеха не имели.
Конный отряд Любавина по-прежнему оставался, находясь в тылу японских позиций, наблюдателем боя. Вскоре подкрепленный сибирскими казаками генерала Самсонова, отряд попытался продвинуться вперед, но был встречен мощным огнем японцев. Просьба генерала Ренненкампфа — сменить его отряд частями 3-го корпуса, чтобы все свои усилия сосредоточить на направлении наступления генерала Любавина еще 26 сентября, — не была удовлетворена генералом Ивановым, командиром этого корпуса.
28 сентября бои возобновились с новой силой на всем фронте наступления Восточного отряда.
29 сентября во фланг и тыл отряда Любавина вышли драгуны 2-й японской кавалерийской бригады принца Канина. Подогнем противника казаки вынуждены были отойти к переправе, а затем перейти на правый берег Танцзыхэ.
Из-за плохого управления войсками возможность захвата Бенсиху была утеряна.
В течение 28–29 сентября русские атаковали перевалы Ченгоулин и Тумынлин к востоку от Бенсиху, но без успеха. Постепенно наступательный порыв стал угасать, бои превращались в оборонительные, а кое-где войска начали отступление под сосредоточенным огнем японской артиллерии и решительными контратаками пехоты.
Восточный отряд свою задачу не выполнил. Казаки генерала Ренненкампфа показали слабую выучку при действиях в пешем строю, под обстрелом противника огонь вели неприцельный, допускали большой перерасход патронов. «Однако в бою были исполнительны, храбры, хотя и не без расчета для себя. Особой удали не проявляли, но и случаи трусости были, как правило, исключением», — отметит потом очевидец тех событий войсковой старшина А.В. Квитка в своем дневнике.
Цель русского наступления — разгромить японцев в районе между реками Шахэ, Тайдзихэ и отрезать их пути коммуникаций на восток и юг — не была достигнута.
Не выполнил своей задачи и отряд Ренненкампфа, упустивший благоприятный момент под Бенсиху. Выдвинутое положение Восточного отряда внушало русскому командованию опасение. 30 сентября он отошел на позиции по реке Шахэ.
Потери войска Восточного отряда понесли огромные: 700 офицеров и 25 тысяч солдат. Для перевозки раненых в тыл использовались все виды транспорта. Много раненых вывезли на конях забайкальские казаки, которые своих никогда не бросали и были неравнодушны к другим несчастным солдатам, оставляемым в китайских деревнях или просто на поле боя. А.В. Квитка в своем дневнике описал случай, когда один генерал, командир пехотной бригады, в деревне Лиандятуй не принял мер к эвакуации 20 раненых солдат, несмотря на мольбы не оставлять их врагу. Этих раненых спасли потом отходившие от Бенсиху последними забайкальские казаки.