Чтобы добывать достоверную информацию о противнике по ту сторону фронта, в прифронтовые китайские провинции засылались русские разведчики. Так, для этой цели был командирован под видом русского купца есаул Уральского казачьего войска Ливкин. Его разведывательная деятельность отличалась успехом.

Слухи об угрозе КВЖД со стороны близкой к ней Монголии заставили российского главнокомандующего дополнительно выделить для охраны армейского тыла пехотную бригаду 41-й дивизии, казачий полк и 15 тысяч человек из прибывшего пополнения. Так удачно пущенный слух о готовящемся разбойном набеге из Монголии ослабил русские войска под Мукденом сразу на 25 тысяч человек и 36 орудий. Эти силы стали дополнением к тем 25 тысячам, которые уже находились на охране армейского тыла.

Японцы упредили наступление русских войск: в ночь на 19 февраля 5-я армия Кавамуры перешла в наступление и после сильных боев оттеснила противостоящий ей русский отряд к Далинскому перешейку. Русские упорно обороняли здесь позицию на Берсеневской сопке: здесь в снежную вьюгу две японские дивизии атаковали 7 русских батальонов, имевших 16 полевых орудий и 4 пулемета. После почти двухдневных боев Берсеневская сопка, расстреливаемая с близкой дистанции несколькими вражескими батареями, перешла в руки атакующих.

Затем в наступление перешла 1-я армия Куроки, но она не смогла сразу прорвать оборонительную позицию 1-й русской армии генерала Линевича. Главнокомандующий Куропаткин, считая по накалу боев, что именно здесь противник наносит главный удар, крайне неосмотрительно направил на поддержку 1-й армии почти все свои резервы.

Затем перешли в наступление три другие японские армии. Особенно повезло уже в самом начале наступления 3-й армии Ноги, которая пришла в движение 26 февраля. Русская кавалерия М.И. Грекова (сменившего раненого генерала Мищенко) обнаружила движение ее охватывающих колонн, но не смогла определить их силу. Куропаткин направил в район северо-западнее Мукдена для прикрытия только одну пехотную бригаду. Лишь только 1 марта, когда выяснилась прямая угроза обхода правого крыла русского фронта, главнокомандующий приказал генералу Линевичу вернуть ранее направленные ему резервы. Однако время для нанесения ответного удара по наступавшим войскам «порт-артурского героя» Ноги было уже упущено.

Для прикрытия Мукдена с запада был наспех сформирован Сводный корпус генерала Д.А. Топорнина. Главнокомандующий приказал 2-й Маньчжурской армии нанести контрудар по наступающим японским войскам. Но к тому времени его силы оказались скованными атаками 2-й японской армии Оку.

Только 16 февраля отступавший под натиском японских авангардных войск Греков со своим конным отрядом сумел в какой-то мере определить масштаб наступательной операции противника и доложить об этом в штаб главнокомандующего. Куропаткин оказался в замешательстве: у него на 100-километровый фронт, где повсеместно шли ожесточенные бои, оставалась одна-единственная резервная 25-я пехотная дивизия.

Обходящие колонны 3-й японской армии 17 февраля повернули на Мукден. Но здесь они совершенно неожиданно для себя встретили упорное сопротивление Сводного корпуса Топорнина. Обеспокоенный этим маршал Ояма пошел на большой риск, который оправдал себя полностью: с пассивных участков фронта были сняты войска, которые вместе с большей частью резервов пошли на усиление армии Ноги. Она, застопорив было свой наступательный порыв, вновь стала продвигаться в северном направлении к железнодорожным сообщениям русских. Обозначился охват правого фланга русских войск, и создалась прямая угроза тылу 2-й русской армии.

Серьезный бой разыгрался у деревни Салинпу. Здесь войска Сводного корпуса генерала Топорнина при содействии артиллерийского огня начали успешную контратаку на Салинпу и к 8 часам утра были от нее на расстоянии всего в 500—550 метров. Японцы отчаянно защищались, стараясь зацепиться за деревню, глинобитные дома и заборы которой служили хорошей защитой для пехотинцев. Неприятельское командование было вынуждено дополнительно бросить против корпуса 7-ю пехотную дивизию, которая предназначалась для нанесения удара в тыл 2-й русской армии. Вскоре под Салинпу прибыла еще одна японская пехотная дивизия.

В это время командующий 2-й армией получил сведения, что по Синминтинской дороге движется в направлении на Мукден какая-то колонна силою до дивизии (на самом деле это были свои же русские войска), и посчитал ее за прорвавшегося неприятеля. Генерал Каульбарс, даже не проверив достоверность полученной информации, в растерянности приказал 25-й дивизии генерала В.И. Пневского и сводной дивизии генерала А. Васильева прекратить успешную борьбу за Салинпу и отойти. Победа в буквальном смысле этого слова «уплыла» из рук благодаря ложным сведениям, которые легли на стол командующего армией.

Участник тех событий, будущий главнокомандующий вооруженными силами Юга России, белый полководец А.И. Деникин в своих мемуарах с болью писал о проигранной Мукденской операции. Причину очередного поражения русской армии он видел прежде всего в высшем генералитете и его откровенном непрофессионализме:

«Я не закрываю глаза на недочеты нашей тогдашней армии, в особенности на недостаточную подготовку командного состава и войск. Но, переживая в памяти эти страдные дни, я остаюсь в глубоком убеждении, что ни в организации, ни в обучении и воспитании наших войск, ни, тем более, в вооружении и снаряжении их не было таких глубоких органических изъянов, которыми можно было бы объяснить беспримерную в русской армии мукденскую катастрофу. Никогда еще судьба сражения не зависела в такой фатальной степени от причин не общих, органических, а частных. Я убежден, что стоило лишь заменить заранее несколько лиц, стоявших на различных ступенях командной лестницы, и вся операция приняла бы другой оборот, быть может, даже гибельный для зарвавшегося противника».

К концу 19 февраля армия Ноги уже приблизилась к железной дороге севернее Мукдена. Примерно на таком же расстоянии от города (около 12 километров) находились авангардные части армии Оку. Охват японцами русской армии еще не был глубоким, а потому и не угрожал катастрофой, полным окружением трех русских Маньчжурских армий. Но отход для них был теперь возможен только в одном направлении — на север.

22 февраля произошел сильный бой за обладание селением Юхуантунь, которое захватила наступавшая 3-я японская армия силами пехотной бригады генерала Намбу. В ходе контратак русским удалось ворваться в деревню, но поражаемые ручными бомбочками (ручными гранатами) и ружейным огнем из прочных глинобитных строений, они отступили в поле. Под Юхуантунь было стянуто до 35 пехотных батальонов русских, которые под вечер предприняли новую атаку и захватили китайскую деревню. От бригады генерала Намбу, насчитывавшей 4200 человек, в строю после боя остались всего 427 человек. Русские потеряли в борьбе за Юхуантунь 5409 человек, в том числе 143 офицера.

Бригада Намбу ценой своей фактической гибели как боевая единица обеспечила дальнейшее успешное продвижение 3-й японской армии к Мукдену. Задержать ее движение могла только та пехота русских, которая оказалась скованной боем за селение Юхуантунь. Японцев сильно сдерживало то, что русские войска повсеместно часто контратаковывали наступавшего противника. Очевидец боя под Юхуантунем так описывает события того дня Мукденского сражения:

«…От целого Юрьевского полка остаюсь в строю уже несколько сот нижних чинов при 2 офицерах, но эти жалкие остатки все еще дрались и удерживали теперь за собой только самую восточную окраину Ю-хуан-туня.

…В деревне шла усиленная, ружейная перестрелка.

…Высоко в воздухе, перелетая через наши головы, зашипели шимозы и шрапнели, лопаясь где-то далеко сзади нас…

Поглядев в сторону Мукдена, я увидел, что на горизонте, растянувшись версты на две, редкой цепью наступает наш полк, держась своим центром направления на Ю-хуан-тунь…

По мере приближения первой цепи за ней обозначились еще две таких же.