Вечером 15(28) января Куропаткин отдал распоряжение о прекращении наступления. Отходом 2-й армии О.К. Гриппенберга за реку Хуньхэ закончилось четырехдневное сражение при Сандепу. Русские войска потеряли 368 офицеров и 11 364 солдата. Потери противника составили 8901 человек. Наступление на Сандепу обернулось новым поражением Маньчжурской армии. Ее войска отошли на позиции, с которых они начали наступление утром 12(25) января.
Провал январского наступления еще более ухудшил моральное состояние солдат Маньчжурской армии. Длительное, однообразное сидение в окопах, тяжелые работы по устройству позиций действовали на армию деморализующе. Дисциплина заметно падала, участились случаи дезертирства. Командование создало специальные отряды для задержки и возвращения дезертиров в свои части.
Солдаты проявляли повышенный интерес к происходившим на родине событиям, а между тем почта и телеграф не справлялись со своей работой настолько, что на фронте месяцами ожидали корреспонденцию.
Пропагандистская деятельность революционеров в полной мере использовала неудачи России на полях Маньчжурии с целью расшатать самодержавие, представляя его главным виновником поражений российских войск. И эта пропаганда находила широкий отклик в солдатской массе.
Лозунги «Долой войну!», «Долой самодержавие!» доходили до Маньчжурии вместе с прибывшими пополнениями. При последующих мобилизациях огромное количество подлежавших призыву уклонялись от воинской повинности. Участились случаи волнений в войсках.
Подавленный систематическими неудачами на фронте, Куропаткин все более склонялся к тому, чтобы вообще отказаться от активных действий. Однако правительство настаивало на быстрейшем переходе Маньчжурской армии в наступление, по-прежнему рассчитывая с помощью победоносной войны на Дальнем Востоке подавить революционные выступления в стране. С этой целью были сделаны новые иностранные займы. В Маньчжурию непрерывно шли эшелоны с пополнением, артиллерийским вооружением и боеприпасами.
Обе стороны готовились к решающему сражению. Оно разыгралось под Мукденом на фронте протяженностью 155 км, глубиной более 80 км и продолжалось 17 дней. Мукденская операция завершила боевые действия на сухопутном театре войны.
К началу февраля 1905 г. с прибытием 16-го армейского корпуса в Маньчжурской армии насчитывалось более 300 тыс. человек, в том числе 276,6 тыс. штыков, 15,7 тыс. сабель, 7,7 тыс. инженерных войск. В составе Маньчжурской армии (25 дивизий) действовали 22 артиллерийские бригады, в которых числилось 1386 орудий (из них 1070 полевых пеших, 132 осадных, 76 горных), 48 конных пушек, 60 полевых мортир и 56 пулеметов. Запасы снарядов были пополнены и составляли в среднем 700 снарядов на орудие.
Силы японцев после прибытия 3-й армии М. Ноги и сформирования из резервных пополнений новой 5-й армии Кавамуры составляли 10 дивизий, 12 резервных бригад и 2 кавалерийские бригады, в которых насчитывалось более 270 тыс. человек, 1062 орудия и 200 пулеметов, т. е. японская армия в Маньчжурии была почти такой же по численности, как и русская, но имела почти в 4 раза больше пулеметов.
К началу Мукденской операции расположение войск обеих сторон не претерпело больших изменений. Войска занимали в основном те же позиции, что и во время январских боев за Сандепу.
Русские армии вместе с охранными отрядами были развернуты на 155-километровом фронте. Глубина оперативного построения армии составляла 15 км.
На правом фланге находилась 2-я армия. Командовал армией генерал А.В. Каульбарс, сменивший генерала О.К. Гриппенберга. 3-я армия А.А. Бильдерлинга (60,7 тыс. штыков и сабель при 266 орудиях) находилась в центре и занимала укрепленные позиции на рубеже Халентай — Шаланцза протяженностью 20 км. В ее состав входили 5-й, 6-й Сибирские и 17-й армейский корпуса.
1-я армия генерала Н.П. Линевича, состоявшая из 2-го, 3-го, 4-го Сибирских и 17-го армейского корпусов общей численностью 106,5 тыс. штыков и сабель при 370 орудиях, разместилась на левом фланге и занимала рубеж протяженностью 50 км от Шаланцза до Гаотулинского перевала.
За правым флангом располагался кавалерийский отряд генерала П.И. Мищенко (до 7 тыс. сабель), за левым флангом — отряд М. Маслова (стрелковая бригада в составе до 8 тыс. штыков). Резерв (16-й армейский корпус) был сосредоточен южнее Мукдена.
Армии были растянуты на 100-километровом фронте в одну линию, что в случае необходимости затрудняло осуществление быстрых перегруппировок: страх перед возможностью обхода противником достиг у Куропаткина к этому времени предела. Поэтому, чем больше прибывало из России подкреплений, тем длиннее становился фронт.
Линейным было и расположение артиллерийских средств. В первой линии обороны находились в основном легкие батареи, состоявшие из скорострельных пушек. Тяжелых батарей в первую линию выделялось мало, причем они размещались от переднего края противника на таком расстоянии, что при стрельбе даже на предельной дальности не могли поражать японскую артиллерию и разрушать прочные сооружения в первой линии вражеской обороны.
Российские войска имели подготовленную оборону, состоявшую из шахэйской, мукденской и телинской позиций. Их общая глубина достигала примерно 85 км. Войска же занимали только шахэйскую позицию, включавшую в себя передовую и главную полосы обороны. Укрепления обеих полос состояли из редутов, люнетов и фортов, соединенных между собой траншеями.
С фронта шахэйская позиция имела линию искусственных препятствий в виде проволочных заграждений, прикрываемых системой ружейно-пулеметного и артиллерийского огня.
Мукденская и телинская позиции не были заняты войсками и не были подготовлены к боевым действиям. Русское командование готовилось не к оборонительным, а к наступательным боям. Тем не менее план наступления, составленный Куропаткиным, не учитывал сил и намерений противника и отличался нерешительностью.
Правительство, обеспокоенное ростом революционного движения в стране, требовало от Куропаткина скорейшего перехода Маньчжурской армии в наступление. Однако японцы упредили ее наступление, намеченное на 12(25) февраля.
Японское правительство, встревоженное тяжелым финансовым положением в стране и продолжавшейся переброской новых русских войск в Маньчжурию, настаивало на решительных действиях. Ради победы оно готово было поставить на карту все.
Японцы энергично готовились к наступлению. На правом фланге японского фронта у Цинхэчэна была скрытно сосредоточена 5-я армия генерала Кавамуры, насчитывавшая 30 тыс. человек и 84 орудия. На фронте от Линшинпу до реки Хуньхэ располагалась 2-я армия Оку численностью 57 тыс. человек при 132 орудиях и 3-я армия Ноги, имевшая в своем составе 50 тыс. человек и 270 орудий. В резерве командования в районе станции Яньтай находились две дивизии общей численностью около 30 тыс. человек.
План японского командования заключался в том, чтобы нанести сильные удары по флангам русских войск, окружить их в районе Мукдена и уничтожить. Первоначальные действия японцы направили против левого русского фланга. В ночь на 5(18) февраля две дивизии 5-й японской армии атаковали Цинхэченский отряд П.К. Ренненкампфа (8,7 тыс. штыков и сабель при 24 орудиях).
15(28) февраля основные силы 5-й японской армии снова перешли в наступление на позиции отрядов П.К. Ренненкампфа и В.Н. Данилова. Против 20 тыс. русских при 50 орудиях японское командование сосредоточило 26 тыс. штыков и сабель при 84 орудиях.
16 февраля (1 марта) отряд Данилова отразил четыре атаки японской пехоты. Через два дня он был усилен двумя батальонами Выборгского полка и 6-й батареей 7-й артиллерийской бригады. Это позволило отбить еще ряд атак противника.
Упорные бои шли и на участке отряда Ренненкампфа. Попытки японцев выбить русских с этих позиций и прорваться в долину реки Хуньхэ не увенчались успехом. В середине февраля атаки японцев на левом фланге 1-й армии были приостановлены. Однако японскому командованию удалось выполнить основную задачу — отвлечь резервы русской армии от направления главного удара своих войск, который был нанесен по правому русскому флангу.