1905年，大批俄军无力再战，向日军投降。3月初，日军向奉天发动总攻击，第三军占领新民，俄军退出怀仁。不久，日军切断俄军北路，占领抚顺，并向奉天强攻，俄军大败，退至奉天以北175公里的四平街阵地。这场奉天会战中，俄军伤亡九万人，日军伤亡七万人，双方打得精疲力竭，无力再战。

1905年，日军在马家屯一带将虏获俄军的轻炮和弹药战利品集中一地。1905年初，俄国第一、第二、第三集团军部署在沿沙河绵延一百公里的阵地上，俄军指挥部原本计划在日军第三军由旅顺口赶来沙河之前，在沉旦堡交战中将其击败，但因担负此突击任务的俄国第二集团军兵力有限，反遭日军击溃。

1905年，日军大久保支队司令部内参谋作业的情景。2月，奉天会战爆发，三十万俄军与二十五万日军展开正面厮杀，因天寒地冻，炮火交加，自奉天至兴京三百余里，村舍被毁不计其数，成为焦土一片。

1905年，日俄两军代表在四平街会面，商订休战条约后有关双方撤兵的具体步骤。奉天会战后，俄军退守四平街，双方停止战斗，进行整补，到了5月间，俄国第二、第三太平洋舰队在对马海峡遭日本联合舰队全歼，俄国海陆两军均遭惨败，日本亦已达到国力的极限，双方在美国调停下，9月5日在朴茨茅斯签署和约，正式结束战事。

1905年7月，日军进攻库页岛的远征军代表小泉参谋长与俄军守备司令官利雅布诺夫，在一所教堂里举行会议。日俄战争期间，日军亦派军攻打库页岛，并一度企图占领全岛。在战后签署的和约中，俄国将库页岛北纬50度以南之半部及附近一切岛屿让予日本。

1905年，日军大举进攻俄军最后阵地沙河时，工兵人员抢修毁于两军炮火中的铁道和桥梁，以使日军的后勤物资能源源不断而来。