Британский генерал Гамильтон, находившийся в тот день при штабе генерала Куроки и наблюдавший за ходом Ляоянского сражения из штаба 1-й императорской армии, в тот день записал в своем дневнике, что "в то время как судьбы Японии лежали на весах, начинается отступление к Мукдену".

Участник ляоянских событий А. Любицкий, который помимо своих служебных офицерских обязанностей заведовал еще полевой фотографией (службой) штаба командующего Маньчжурской армией, оставил интересные мемуары. В "Воспоминаниях из русско-японской войны 1904-1905 гг." он пишет о своем пребывании в городе Ляояне и сражении под его стенами следующее:

"Бой между тем шел по-прежнему с переменным счастьем для нас и японцев...

На самом левом фланге действовал генерал Орлов, имевший в своем распоряжении 16 батальонов пехоты.

К вечеру сбитые с горки - войска наши вторично ее заняли, и можно было думать, что еще немного и Куроки будет разбит...

Ночью было получено поразившее всех известие: генерал Орлов ранен и оставил свой отряд, а начальника его штаба якобы унесла лошадь, испугавшись взрыва снаряда, от 16 батальонов не осталось почти ничего.

Командующий армией тут же отдал приказание об общем отступлении и с востока, и от Ляояна к Мукдену.

Весь следующий день мы (Куропаткин и его штабные офицеры. - А.Ш.) объезжали под ружейный рокот и грохот орудий передовые части корпусов, прикрывающие отступление от Янтая на север; раненых везли в убийственно тряских линейках, двуколках и несли на окровавленных носилках навстречу нам. Легко раненные кое-как плелись сами, хотя и тяжело раненные, пока имели силы, предпочитали ползти ползком, чем ехать на невозможно тряской двуколке...

Вечером командующий армией остановился перед двумя полками, плохо себя зарекомендовавшими во время боя, и обратился к ним с грозной речью, которую закончил требованием, чтобы они в ближайшем же бою кровью смыли свой позор, в противном же случае грозил войти с представлением к Государю об их расформировании.

Наши войска, между тем, отступали по всему фронту.

Говорят, что, оставляя Ляоянские форты и укрепления, облитые кровью своих и противника, солдаты плакали. Тем не менее отступление велось в порядке, а преследующему врагу давался сильный отпор...

Вся дорога (войска отступали по восьми дорогам от Ляояна на Мукден) колыхалась, как море, запруженная бесконечным числом обозов, орудий, пехоты и кавалерии".

В ночь на 24 августа русские войска вышли из боя и оставили все свои позиции под Ляояном. Отход совершался под прикрытием сильных арьергардных отрядов и конницы на флангах. Очевидец отступления русских войск к Мукдену так описывал эту картину:

"Мандаринская дорога на всю свою ширину, да еще расширенная движением по окаймляющим полям, была вся запружена. Постепенно обозы и парки всех корпусов, которым были назначены дороги к востоку от железной дороги, стянулись на эту единственную дорогу. Часто можно было видеть повозки бок о бок, в 5 или 6 рядов, ожидающие, со свойственным русским терпением, своей очереди двинуться вперед. Всевозможные батареи, инженерные, телеграфные и понтонные повозки, полевые артиллерийские парки и обозы всякого рода, санитарные и продовольственные, сбились в кучу. Между ними пехота в одиночку или частями, конюха, зачастую с заводными лошадьми, мулы, ослы, рогатый скот - все старались пробиться к северу. Околевающий или павший скот и лошади, валявшиеся у дороги, не увеличивали привлекательности зрелища.

По правде сказать, русские не щадили усилий, чтобы упорядочить движение. Были устроены посты и где было нужно - имелась военная полиция. Но на каждом мосту и в каждой деревне происходили задержки на многие часы и ужасный беспорядок. В довершение всего дороги, за день до этого твердые, как камень, были превращены проливными дождями в болото, в которое повозки погружались до осей и часто там застревали. Много лошадей пало от напряжения.

Но всего страннее было царствовавшее всюду молчание. Правда, что оружие, снаряжение, упряж и повозки русских в то время производили мало шума. Но факт тот, что русский всегда спокоен и терпелив, привык к беспорядку и всегда найдет из него выход".

Японцы не смогли организовать эффективного преследования и были рады, что так легко отделались от русских. Попытка преследовать отходивший русский арьергард обернулась для японцев ночной штыковой контратакой у железной дороги. После того как арьергарды Маньчжурской армии перешли реку Шахэ, всякое соприкосновение с неприятелем прекратилось. Отойдя от Ляояна на 50-60 километров, русская армия стала закрепляться на позициях под городом Мукденом - столицей Маньчжурии.

В оставленном Маньчжурской армией городе Ляояне, на его железнодорожной станции в руки японцев попали большие запасы военного снаряжения, продовольствия, боевых припасов. Все это многие месяцы днем и ночью доставлялось воинскими эшелонами из России, поскольку официально считалось, что именно Ляоянские укрепленные полевые позиции станут "камнем преткновения" для сухопутных сил страны Восходящего Солнца в ходе всей войны.

В Ляоянском десятидневном сражении японцы, по их данным, потеряли почти 24 тысячи человек (600 офицеров и 23 243 нижних чинов). Это было намного меньше потерь осадной 3-й императорской армии генерал-полковника Маресукэ Ноги в боях на ближних подступах к крепости Порт-Артур и во время ее первого штурма.

Потери русской Маньчжурской армии в Ляоянском сражении составили 541 офицер и 16 493 рядовых и унтер-офицеров, из них убитыми были менее трех тысяч. Для десятидневного упорного сражения число погибших оказалось небольшим даже с учетом того, что русские войска оборонялись на заранее подготовленных полевых позициях.

Такое традиционно непропорциональное для войн соотношение убитых и раненых свидетельствует о следующем. Войсковые начальники знали, что генерал от инфантерии А.Н. Куропаткин, как полновластный командующий армией, оценивает боевую деятельность полков и дивизий исключительно по боевым потерям. Чтобы иметь у высокого начальства авторитет, с признанием которого связаны награды и повышение в чинах, военачальники царской службы, как правило, увеличивали количество раненых. В их число включались многие сотни людей, получавших царапины, мелкие ушибы от взрывов вражеских снарядов, но не покидавших ни на минуту строй и поле боя и не обращавшихся за медицинской помощью. За счет таких "раненых и контуженых" официальные потери русских войск под Ляояном можно считать завышенными на несколько тысяч человек. Впоследствии то же самое было проделано после сражений под Шахэ и Мукденом.

Ляоянское сражение во многом отличалось ото всех предыдущих боевых столкновений сторон. Русские батальоны и роты, их командиры стали воевать искуснее. Заметно улучшилось управление ходом боя в полках, хотя броски в атаку в густых цепях, правда, все еще продолжались, что приводило к неоправданным потерям в солдатах и младших офицерах. Однако взаимодействие родов войск - пехоты, артиллерии и кавалерии оставляло желать много лучшего. В армии и корпусах в ходе Ляоянской операции проходило дробление соединений - дивизий и полков, что негативно сказывалось на управлении войсками и обеспечением их всем необходимым для ведения боя.

Войсковая разведка оказалась слабой из-за отсутствия специальных разведывательных подразделений. Разведку вели, как правило, случайные офицеры и унтер-офицеры, люди лично храбрые и инициативные, но не знавшие азов ведения военной разведки. В итоге достоверность полученной разведывательной информации часто оказывалась не на высоте и не отличалась достаточной полнотой сведений о противнике.

Вместо того чтобы принять необходимые организационные меры для создания армейских органов военной разведки (пусть с большим опозданием, поскольку война уже шла), командующий Маньчжурской армией генерал от инфантерии А.Н. Куропаткин стал принимать иные меры. Изучив положение дел с разведкой, он решил, что следует усилить захват "языков". В приказе командующего за каждого пленного японского солдата было обещано платить взявшему в плен 100, а за неприятельского офицера 300 рублей. Этот приказ был объявлен в войсках.