Несмотря на беспорядок, частям Нежинского полка удалось захватить северную окраину сопки.

В рядах бригады Окасаки происходил такой же хаос, остановленный сигналом «отбой». Очевидно, это обстоятельство содействовало захвату северной окраины сопки Нежинским полком, который после сигнала «отбой» оставался на месте. Впрочем, под напором японцев в 2 часа сопка опять была Нежинским полком очищена.

Таким образом, 7 батальонов 15-й бригады Окасаки, занимавшие позицию Сыквантунь — Нежинская сопка, имели достаточную плотность боевого порядка для отражения хаотического и не поддержанного артиллерией фронтального наступления 27 батальонов Добржинского, столпившихся на узком фронте.

Никем не руководимая атака Нежинской сопки закончилась для русских потерей около 3500 человек; японцы потеряли 1290 человек.

На фронте Зарубаева 2 сентября

Японское командование еще накануне вечером приняло решение об атаке Ляоянских позиций с утра 2 сентября. 4-я армия должна была атаковать на фронте Хваэ — Саньличжуан при содействии 124 орудий, среди которых было 16 орудий тяжелого калибра. Приказом Оку 3-й дивизии предписывалось атаковать в общем направлении на Сигуань. Левее ее, в полосе железной дороги, должна начать наступление 6-я дивизия. 4-я дивизия нацеливалась на Сюйванцзы, а резервная бригада передвигалась в Гуцзяцзы. Артиллерии приказано было сосредоточиться к Сибаличжуаню, где расположиться на позициях.

В то же время Зарубаев, получивший приказание «держаться до последнего человека», оставался на занимаемых позициях, но приказ Куропаткина вынудил его к наступлению.

В полдень 2 сентября бой на фронте Зарубаева начался наступлением частей 4-го Сибирского корпуса на фронте фортов № VIII и V. По мысли Куропаткина, это наступление должно было носить демонстративный характер и способствовать удержанию противника под Ляояном, пока правобережная группа Манчжурской армии не достигнет успеха на фронте Куроки.

Для этой демонстрации было назначено 9 батальонов, 3 сотни и 16 орудий, которые начали наступление двумя колоннами: правая колонна — 3 батальона, 2 сотни, 8 орудий — двинулась на Дунганьхэцзы — Янюйчи, остальные войска, составляя левую колонну, перешли в наступление на Шицяоцзы — Цяньшицяоцзы.

Правая колонна в своем движении противника не обнаружила. Левая колонна столкнулась с левофланговыми частями 4-й японской дивизии, которая выдвигалась к исходному положению для предстоящей атаки.

Активные действия русских на фланге 2-й армии обеспокоили Оку, который усилил 4-ю дивизию четырьмя батальонами из резерва. Левой колонне русских удалось оттеснить два японских батальона, с которыми она вступила в перестрелку, но контратака японцев закончилась боем, в результате которого русские потеряли 1274 человек, в то время как японцы потеряли 469 человек. На этом демонстрация закончилась, и войска отступили за главную позицию.

После этого японцы начали атаку главной позиции, открыв огонь свыше двухсот орудий, который не прекращался весь день; однако огонь японцев против ляоянских фортов был мало эффективным. Фронтальная атака армии Нодзу успеха не имела: окопы укрывали русские войска от огня артиллерии.

3-я дивизия выдвинулась к Саньличжуан, имея за своим левым флангом 6-ю дивизию. Атака 4-й дивизии в этот день также встретила упорное сопротивление русских.

Несмотря на неуспех атак японцев на Ляоянские позиции и возможность дальнейших попыток наступления крупными силами против Куроки, наступательная решимость Куропаткина к вечеру 2 сентября начала заметно угасать. Зарубаев жаловался на слабый резерв и недостаток снарядов, что не позволит ему долго держаться на своих позициях. Бильдерлинг доносил о неуспешной атаке Нежинской сопки. Отступивший в Лилиенгоу Штакельберг доносил, что корпус его утратил способность к активным действиям.

Одновременно с этим поступали ложные сообщения от «двусторонней» агентуры о начавшемся наступлении на Мукден каких-то крупных японских сил со стороны Бенсиху, где в действительности действовала только резервная бригада Умесавы.

Последнее сообщение произвело особенно сильное впечатление на Куропаткина и повлияло на принятие им решения об отступлении «к Мукдену и далее», а между тем общая обстановка сложилась для японцев крайне неблагоприятно. Куроки, который к вечеру уже был осведомлен о силах правобережной группы Куропаткина, опасался за исход дальнейших действий своих малочисленных усталых войск, испытывавших недостаток в продовольствии и снарядах. Переправа гвардейской дивизии, сдерживаемой 3-й пехотной дивизией, не удавалась. Неудачные атаки 4-й и 2-й армий закончились большими потерями.

В связи с общей обстановкой у японского командования созревало решение попытаться захватить Ляоян и в случае неудачи отступить за реку Шахэ-южную. Тяжелое положение правобережной группы японцев, имевшей перед собой крупные силы русских, побудило Куроки наметить отход за Тайцзыхэ в 6 часов утра, однако вопрос разрешился проще: Куропаткин еще в 4 часа утра разослал корпусам приказ об отступлении 3 сентября.

Отступление русской армии

Приказ Куропаткина на отступление отражал стремление выиграть время для очищения Ляояна от скопившихся в нем многочисленных обозов и обеспечить беспрепятственную переправу 2-го и 4-го Сибирских корпусов через Тайцзыхэ с последующим уничтожением всех мостов.

Группа Зарубаева должна была удерживать Ляоянские позиции до конца дня 3 сентября. Для обеспечения отступления Зарубаеву приказано было перебросить к станции Янтай отряд Кондратовича, который в составе 6 батальонов, 2 сотен и 8 орудий стоял к северо-западу от Ляояна в деревне Сяоинпань, для воспрепятствования переправе здесь японцев через Тайцзыхэ.

17-й корпус отводился на промежуточную позицию Инченцза — Чжансутунь, а 3-й Сибирский корпус должен был отходить, прикрывая направление на станции Янтай.

Общее отступление прикрывалось 1-м Сибирским корпусом, который должен был оставаться в районе Лилиенгоу, составляя арьергард Манчжурской армии.

Отступление правобережной группы Манчжурской армии облегчалось пассивностью Куроки, который ограничивался только слабым артиллерийским обстрелом русского расположения.

Большую активность проявили 3 сентября армии Нодзу и Оку. При содействии артиллерии, начавшей с утра громить ляоянские форты с близких дистанций, японцы перешли в атаку, прикрываясь гаоляновыми посевами. Передовые окопы русских позиций были вскоре захвачены, однако под огнем русской артиллерии движение японцев задержалось до 18 часов, когда обе японские армии возобновили решительную атаку Ляоянских позиций. К этому времени войска Зарубаева частично были переброшены на правый берег реки, что облегчило атаку японцев. К полуночи части 10-й японской дивизии уже занимали Юйхуанмяо, имея за своим левым флангом на этой же линии части 5-й дивизии.

В течение ночи войска Зарубаева переправились беспрепятственно на правый берег Тайцзыхэ, уничтожив мосты, однако железная дорога и железнодорожный мост через Тайцзыхэ остались невредимыми.

Между тем бригада Умесавы, которая еще 1 сентября заняла Санцяцзы, отбросив отряд Любавина (8 батальонов, 8 сотен, 4 орудия), двинулась к Янтайским копям. Любавин отошел, не попытавшись даже выяснить силы своего противника.

Возможность выхода в тыл многочисленной Манчжурской армии четырех батальонов Умесавы крайне обеспокоила Куропаткина и вызвала с его стороны ряд мероприятий, в результате которых на фронте станции Янтай — Тумынцзы было сосредоточено 2 батальона, 19 сотен и 8 орудий, причем эта мощная группа не только не получила задачи по уничтожению резервной японской бригады, но оборона ее на пятикилометровом фронте признана была малоустойчивой по численности группы, и Куропаткиным было сделано распоряжение о значительном ее усилении.

По размокшим от дождя дорогам отступала Манчжурская армия, не преследуемая японцами. Вошедшие в Ляоян и его окрестности 4-я и 2-я японские армии начали подготовку переправ через Тайцзыхэ и устраивали свой тыл, пополняя запасы, истощившиеся в предшествующих боях.