Невыгодное для японцев соотношение сил и группировка армий на всем продолжении операции не давали решительного успеха японскому командованию. Бои сводились лишь к фронтальному отталкиванию русских. Столь выгодный охват флангов, культивируемый немецкой военной школой и с успехом применяемый Ойямой в тех случаях, когда инициатива наступления принадлежала ему, не может найти осуществления в операции на реке Шахэ, начатой по инициативе русских. Проявляемые местами непривычные для японцев признаки активности русских, развернутых на широком фронте, нарушали план японского главного командования. Робкие попытки Бильдерлинга продвинуть свой правый фланг вынудили Ояму окончательно отказаться от первоначально задуманной им охватывающей операции. Сосредоточение крупных сил в центре для прорыва русского фронта может привести к ослаблению левого фланга и угрозе быть отброшенным от железнодорожной магистрали. Очевидно, Ояма вторично после Ляоянской операции испытывал желание “отделаться” от русских на ближайшее время, дать отдохнуть своим войскам и предпринять операцию, которая принесла бы более выгодные результаты. Однако Манчжурская армия, не признавая себя побежденной, против своего обыкновения не отступала после первых неудач операции на реке Шахэ. В течение 15 октября русская армия укрепляла свои позиции, подготовляясь к обороне. Никаких активных задач на этот день Куропаткин не ставил своей армии. Так же мало склонен был к активности в этот день Ояма. Приказ японского главнокомандующего требовал от войск “быть готовыми к новому переходу в наступление”. Армиям предписывалось “устроить войска” и вести разведку в направлении на Мукден. Тем не менее на фронте Западного отряда завязался бой по инициативе командующего 2-й японской армией, который пытался несколько выровнять свой загнутый левый фланг. Атака конницы Акиямы на Лидиутунь с утра 15 октября была отбита, но жертвы, понесенные здесь русскими, были напрасны, потому что Куропаткин в предвидении возможного отступления Западного отряда приказал отвести отряд Дембовского в Дачжуаньхэ с задачей прикрытия отступления. На правом фланге 17-го корпуса произошла борьба за Линшинпу, которая осталась за японцами. Одновременно с этим на участке 17-го корпуса была по недоразумению потеряна деревня Ламатунь. Необходимость выделения резерва заставила командира корпуса вывести с передовой позиции части 3-й пехотной дивизии, переброшенные сюда накануне для поддержки 35-й дивизии. Расположенные по соседству войска, не понимая причины отхода частей 3-й дивизии, потянулись за ними, и, таким образом, весь участок от линии железной дороги до деревни Ламатунь был русскими очищен. Японцы не замедлили занять эту деревню, частично переправившись на правый берег реки Шахэ. Активности на остальном фронте японцы не проявляли. Выходом к реке Шахэ Ояма предполагал закончить многодневную, утомившую армию операцию в невыгодных условиях группировки, исключавшей возможность достижения решительных результатов. Выбитый из колеи Ояма, лишенный возможности проведения испытанного метода охватывающих действий, заметно утрачивал свою активность. Дальнейшее фронтальное отталкивание русской армии в центре при трудности продвижения своего левого фланга, сдерживаемого сосредоточенной группировкой русских, могло лишь создать предпосылки для обхода русскими левого фланга, что было связано с потерей единственной надежной коммуникации. Ояма решил ограничиться обороной на достигнутом рубеже. С другой стороны, Куропаткин, связанный политикой своего правительства, хотел возобновить попытку наступления, однако, задумав наступление, командующий русской армией не пришел к мысли о сколько-нибудь широкой операции, рассчитанной на достижение крупных результатов. Обстановка для широкой операции была благоприятна: группировка на правом фланге подсказывала охватывающие действия с целью оттеснения японцев от линии железной дороги.
Атака Новгородской и Путиловской сопок
На фронте 1-го армейского корпуса произошел упорный бой за обладание двумя сопками. Японцы, желая полностью обеспечить за собой левый берег реки Шахэ для придания большей устойчивости обороне, решили захватить Новгородскую сопку и начали предварительно обстрел деревни Шанланцза, занимаемой частями 10-го корпуса, который с большими потерями очистил эту деревню, переправившись на правый берег Шахэ.
С рассветом 16 октября японцы открыли сильный артиллерийский и пулеметный огонь по Новгородской сопке, занятой тремя батальонами 22-й дивизии, которые вынуждены были покинуть сопку и переправиться на правый берег реки. Заняв сопку, японцы начали поражать огнем расположенный у Сахэяна отряд Новикова (три полка 22-й дивизии), начавшего в 10 часов отход на Удьятунь. Японцы, переправившись через Шахэ, заняли Сахэян, но во второй половине дня контратакой отряда Новикова из Удьятунь были выбиты. Придавая большое значение Новгородской сопке, фланкировавшей долину Шахэ в обе стороны, а также сопке, находящейся западнее Новгородской (названной впоследствии Путиловской), Куропаткин решил удержать их за собой. Обе сопки расположены на возвышенности, спускающейся к Шахэ у Сахэяна крутым обрывом. Река Шахэ при незначительной ширине и глубине была вполне проходима. Сопки эти были захвачены были сборным японским отрядом генерала Ямада в составе 5 батальонов и 30 орудий. Между тем для поддержки 10-го корпуса из резерва была направлена на Шанланцзу и Сахэпу бригада Путилова (из состава 2-гоСибирского корпуса), получившая задание поддержать также, если понадобится, и 22-ю дивизию в ее борьбе за овладение Новгородской сопкой.
Путилов, прибывший с бригадой в Удьятунь, совместно с командиром 22-й дивизии Новиковым составили план атаки сопки. Три полка Новикова должны наступать с фронта со стороны Удьятунь, а бригада Путилова переходила в наступление для охвата сопок с запада. Кроме того, командиром 1-го Сибирского корпуса был направлен 36-й полк со стороны Сахэтунь. Впоследствии для атаки сопок было выделено еще два полка. Общее руководство действиями 25 батальонов, предназначенных для атаки сопок, поручено было командиру 1-го армейского корпуса Мейендорфу.
Начав артиллерийскую подготовку в 15 часов, русские войска в 17 часов перешли в наступление под сильным артиллерийским, пулеметным и ружейным огнем противника. К 20 часам, когда уже стемнело, наступающие части перемешались и в беспорядке рассыпались по близлежащим сопкам. Все три командира полка 22-й дивизии выбыли из строя. Кроме множества убитых и раненых, большое число солдат было отвлечено для переноски раненых, и командному составу с трудом удавалось восстанавливать порядок. В то же время 36-й полк, наступавший с востока, начал обходить сопку с юга и ворвался в передовые окопы японцев, отбросив последних штыковым ударом, подвергаясь в сумерках ружейному огню своих войск, наступавших правее. Одновременно с этим 36-й полк начал нести большие потери от огня противника, который с юга двигался на поддержку защитников сопки и вынужден был отступить на Сахэтунь. С запада наступал Путилов, имея один полк развернутым, а другой в резерве. Переправившись через реку, Путилов уже в темноте двинул свои войска к сопке, что западнее Новгородской. Под сильным огнем войска Путилова ворвались в передовые окопы, и к полуночи после упорного штыкового боя сопка, защищаемая резервным японским полком, находилась в руках русских. Тем временем продолжалась атака 22-й дивизии на Новгородскую сопку. Получив приказание овладеть этой сопкой в течение ночи, Новиков в ночь на 17 октября занял исходное положение непосредственно у сопки и, направив две роты без выстрела на вершину ее, повел остальные войска вслед за ними. После короткой штыковой схватки эта сопка также была занята русскими войсками. Атака сопок стоила русским свыше 3000 человек убитыми и ранеными. Защитники сопок были почти все перебиты. Русские взяли здесь 14 орудий и 1 пулемет. Атака Путиловской и Новгородской сопок, хотя и проведенная войсками, не приученными к ночным действиям, и без взаимной связи между колоннами, закончилась удачно. Слишком выдвинутый вперед отряд Ямада лишен был нужной поддержки, очевидно, из-за отсутствия связи. 17 октября японцы очистили деревню Шаланцза, которую заняли части 10-го армейского корпуса, а на следующий день части 5-й дивизии и переброшенной сюда бригады Умесавы пытались атаковать Путиловскую сопку для создания более прочного положения выдвинутой к Сахэпу 3-й дивизии, но атака эта оказалась безуспешной, и японцы вынуждены были очистить Сахэпу.