1904年7月27日，旅顺太白山，日军对阵俄军。激战中枪炮声如同百雷轰鸣，日本人勇猛地冲锋，前队的日军纷纷被俄军的马克沁重机枪击毙，可是后面的日军毫不退缩，依旧踩着自己同伴的尸体冲锋，日军在硝烟中前进，由于硝烟太浓，咫尺莫辨，只能看见一点淡薄的影子。而在硝烟之中，常常能看见被俄国人的炮火炸飞的日本人的残肢断臂。战场之上，硝烟云雾，天地为之锁；飞弹爆鸣，山谷为之劈……这就是旅顺口之战的一幕。
1904年2月6日，日本公使粟野向俄国递交最后通牒后与俄国断交，战争一触即发了。
就在日俄断交的同时，2月6日9时，日本联合舰队从佐世保港出发，开往黄海。2月7日，东乡平八郎率第一、第二、第三战队开往旅顺口。此时俄军参谋长维特盖夫特说：“战争打不起来。”阿列克赛耶夫说：“为皇帝陛下和勤劳的勇士们干杯！那些日本人就算在白天也无法把我们的军舰击沉，我告诉你们这是为什么，因为他们还是猴子！”而东乡平八郎在联合舰队出发前说道：“此战关系国家安危，诸君努力吧！”
2月8日，日本联合舰队抵达旅顺口以东40海里处，东乡平八郎令第一、第二、第三驱逐舰队袭击旅顺俄军，第四、第六驱逐舰队袭击大连俄军。午夜，月亮下沉时宁静的大海上，日本10艘驱逐舰上的官兵神经变得越来越紧张。驱逐舰被照明弹照亮，露出了影影绰绰的日舰阵列，在烟雾中溅起的浪花若隐若现。
“鱼雷！舰首左前方发现鱼雷，舰长，左舷发现鱼雷。”“皇太子”号上的监视哨、传令兵、舰桥上的俄军军官和水兵一起喊起来。原来日军向俄军发射大量鱼雷，与此同时日军的大炮也开始了轰鸣，震得俄军耳朵几乎听不到声音，眼睛也被耀眼的火光照得模糊不清，但俄军还是看到了正在逼近的鱼雷激起的尾波。俄军尖声叫道：“左转舵！”几乎就在正前方，两条闪闪发亮的磷光划破漆黑平静的海水，贴近舰首，稍带一点角度疾驰而过。另外四艘船已被击中，它们是“雷特维桑”号、两艘铁甲舰和“智神”号巡洋舰，黄色的火焰在舰尾熊熊燃烧，浓重的烟柱直冲云霄。“皇太子”号转身时两条绿色的尾波不见了，但接着又出现了，在正下方一闪而过，这一切舰长都看得清清楚楚。天啊，这下子要打中了，他抓住舷墙，停止了呼吸……一片火光！轰隆一声，黑夜顿时像阳光下一样明亮。
日本就这样对俄军不宣而战，俄国海军的探照灯霎时亮了起来，环照黑魆魆的水面一周。俄国人吓了一跳，周围全是日本战舰！俄军奋起还击。而日军则体会到他们自甲午战争以来少有的兴奋。随后他们向俄舰发射鱼雷。他们屏住呼吸，等待鱼雷在黑夜中击中目标，随着一声巨响，俄国战舰熊熊燃烧，在黑色的水面上四处漂流。漆黑的夜幕被疾驰的炮弹的闪光撕破，冲天的火光和舰只焚烧的火焰几乎使黑夜变成白昼，钢铁的碎片和血肉模糊的肢体随着震耳欲聋的爆炸声飞向天空，又溅落到波涛汹涌的海面上。
日本的偷袭成功了，俄国熊的血盆大口与日本的武士刀哪个更锋利呢？咱们拭目以待。
此时俄军正举行晚宴，听见爆炸声后连忙查问，回答说是实弹演习，直到黎明时俄军看到被击中的船的残骸才知道出事了。
2月9日，日本第三战队发现10艘俄舰后将情况报告给上级，这些俄舰是“彼得罗巴甫洛夫斯克”号、“塞瓦斯托波尔”号、“波尔塔瓦”号铁甲舰，“巴扬”号、“狄安那”号巡洋舰等。东乡平八郎随即率联合舰队主力（铁甲舰6艘、铁甲巡洋舰5艘，轻型巡洋舰4艘）对俄舰发起进攻。日旗舰“三笠”号首先开炮，其他日舰也相继开火。俄军舰炮、岸炮一起还击，日军惨败，俄军未受损失。
当天俄国尼古拉二世对日宣战。2月10日，日本也对俄宣战。这就算正式开打了。伊藤博文对战争也没底，他说：“此战已无所谓成功不成功了，我们豁出去了，倘若我们的陆军全部从满洲败退下来，海军舰船全被击沉在日本海，我尽管是一名老朽，也决心混杂于士卒间，扛起步枪，只要还有一口气就阻击俄军，不让它一兵一卒登陆。在会战中会丢掉的生命也许是日清战争的几倍、几十倍。把上次战争创伤还没痊愈的国民再一次赶上战场，没有比这更违心的事了。但如果不铤而走险，日本就会灭亡，在国与国之间战争中有时需要用活人的身躯来筑起堡垒，用肉体当炮弹来抵御才行。”
各国随后均宣布中立，而作为主战场的清国也无奈宣布中立，慈禧诏书如下：“日俄两国，失和用兵，朝廷认为日俄两国对我国而言都是友邦，因此应按照局外中立来办理。钦此。”人家在咱地盘上打，咱倒成为了没事儿人，悲哀！可悲者慈禧，可怜者旅顺人民，他们在十年前经历旅顺大屠杀的血雨腥风后又要面临新一轮战火的摧残。
2月14日，日本第四驱逐舰队夜袭旅顺，战败。东乡平八郎想，我打不过你就把你困死，于是决定把俄舰堵死在旅顺口。他派“天津丸”、“报国丸”、“仁川丸”、“武阳丸”、“武州丸”这5艘蒸汽船装上石头，在两个鱼雷艇队护送下开往旅顺，打算把这些船沉在旅顺口。但“天津丸”、“武阳丸”、“武州丸”由于大雾偏离了航道，触礁沉没，其余两艘船炸沉后未能堵死港口。
3月8日俄国太平洋舰队司令马卡洛夫海军中将抵达旅顺。他在战前向沙皇保证说：“只要全舰队通力合作，定能战胜日本人，夺取战争的胜利，把俄罗斯帝国三色旗插上富士山。”3月9日他派“坚毅”号、“守护”号两艘驱逐舰侦查，与日舰“涟”、“曙”、“东云”、“薄云”四舰相遇，炮战后俄军战败，“守护”号被击伤。此时日军“常磐”号铁甲巡洋舰和“千崴”号巡洋舰来增援，马卡洛夫也派“诺维”号、“巴扬”号增援，但“守护”号已被击沉，俄舰随即展开报复，将“涟”号、“曙”号打成重伤。马卡洛夫说：“这只是开始，我会打到富士山下的。”
3月26日夜，日军派“千代丸”、“福井丸”、“弥彦丸”、“朱山丸”四艘船堵塞港口，结果还没到指定地点就被俄军击沉。4月7日东乡平八郎在旅顺口外布水雷，大批登陆部队在长山群岛集结。马卡洛夫于4月12日派8艘驱逐舰和“巴扬”、“狄安娜”两艘巡洋舰侦查。当夜大雨，俄军“可怕”号因能见度低而掉队。13日“可怕”号发现前方有6艘战舰，误以为是己方战舰，正在靠拢时突然看见白旗子上有一个大红点，俄军意识到对方是日本船，但为时已晚，随着一声炮响，“可怕”号被日舰击沉。
“可怕”号发现的6艘船是东乡平八郎派出的诱饵，联合舰队主力在其后跟进。“巴扬”号发现了日舰主力，请求增援，马卡洛夫以“彼得罗巴甫洛夫斯克”号为旗舰出发了，但他见日军舰多势众，遂升起返航旗号，企图将日舰队引入己方岸炮射程，再与敌交战，不承想该舰撤退时与“胜利”号换位，被日军布好的水雷炸沉，马卡洛夫和600名官兵丧生。俄远东武装部队总司令阿列克塞耶夫海军上将把太平洋第一舰队指挥权交给了优柔寡断的维特盖夫特少将。东乡得知马卡洛夫死后一再追问情报是否可靠，直到确认后才望着无垠的大海叹道：“这真是天皇陛下之福呀！”而消息传回国内，沙皇说：“一颗将星无声地陨落在东方的大海了。”
4月15日，日本铁甲巡洋舰“日进”号、“春日”号炮击旅顺，不成。5月3日东乡平八郎第三次派船堵塞港口，派出的12艘船有8艘驶进航道，但都被俄军炸沉。5月14日俄国因日军总派船堵港口，弄得提心吊胆，就在旅顺口布水雷，这样不用打，日军的船就可被炸沉。5月15日，日本铁甲舰“初濑”号、“八岛”号、一艘侦察船和两艘驱逐舰被水雷炸沉。消息传来，参谋长岛村速雄发出了惊叫，而秋山真之舰长则连话都说不出了，可闷葫芦东乡平八郎听到消息后很平静地端出一盘蛋糕，亲自为二人倒了两杯威士忌，说道：“辛苦了。”两人还没醒过神来，东乡平八郎又加了一句：“别自杀，仗还要打下去。”
海军的东乡平八郎不慌不忙，但海军的失利使陆军大将乃木希典再也坐不住了，5月5日乃木希典派第二军（军长奥保巩）3.5万人在辽东半岛登陆，奔袭金州。第二军包括第一师团（参加过甲午战争中的旅顺战役）、第四师团（师团长小川又次，制定《征讨清国策》那小子）、第六师团（参加过甲午战争威海卫之战）。
乃木希典可不是个省油的灯，经常被父亲在寒冬中脱光他的衣服罚站，并用冰冷刺骨的水泼，造就了乃木希典冷酷无情的性格。16岁时他与人打斗，左眼被刺瞎，1877年在平叛中残了一条胳膊和一条腿。1885年任陆军少将，1894年策划了旅顺大屠杀，1895年参与对台湾侵略，并在桦山资纪后出任台湾总督。他让儿子乃木盛典、乃木保典参战，并准备好三口棺材，宣称不惜“三典同葬”。
5月23日，驻守金州的弗克少将对特列季亚科夫说：“一定要守住你脚下的阵地，不能让日本人攻上来。”“将军，你放心吧，日本人在我脚下出现的唯一可能就是屈膝下跪，吻我的马鞍。”弗克大笑，道：“干吧，杀光那些可恶的日本人，我这里有好酒等着为你庆功。”
25日，日军向金州发起猛攻，面对乃木希典所部的疯狂冲锋，俄军毫不畏惧，他们用11.43毫米口径的马克沁重机枪扫射成批嚎叫冲锋的日军，日军像割麦子一样成片撂倒，仅一天日军就死了4900人，乃木盛典也被击毙。乃木希典不仅不悲痛，反而趁机渲染儿子的勇敢，并要乃木保典以哥哥为楷模，为天皇尽忠，并赋诗：“山川草木转凄凉，十里腥风新战场。征马不前人不语，金州城外复斜阳。”
5月26日，明治天皇向乃木希典下令，不计代价攻下旅顺。而俄军在旅顺的永久性堡垒有40座，炮台70座。俄军由于远程火炮无法攻击相距太近的日军，于是把47毫米口径的海军炮装在一种车轮式的炮架上，以大仰角发射超口径长尾炮弹，射角45度到65度，射程52—400米，轻便适用，无射击死角，杀伤效果良好，这就是世界最早的迫击炮。除此外俄军在此战还创造了将阵地防御铁丝网通上高压电的先例。
俄军统帅斯特塞尔称旅顺口是永远攻不破的要塞。在俄军动用先进武器不久日军也把一种新式武器投入战场，这就是抗日战争中人们最熟悉的“三八大盖”，因1905年是日本昭和三十八年，故称“三八大盖”。日俄战争成了新武器的试验场，尤其日军，更不计血本，仅5月这一个月的弹药消耗量就是甲午战争的总和。
6月初，日本组建第三军，由乃木希典任军长，第二军奉命北上。第三军第一师团（第二军的第一师团被划归第三军）、第三师团、第九师团。
本月，日本陆军对旅顺南山发起猛攻，参加此战的日本人樱井忠温的记载是第一手资料，非常震撼，摘录如下，他写道：“几百勇士在此遇难，几千健儿在此受伤，肝脑涂地，死尸积山，血流成河，山麓下死尸累累。这些死尸面部已黑，紫色血块遍布全身，脸部臃肿，头发和血和尘土都结成了块，有的勇士被炸得牙齿都只剩四五颗了。到处是血染的军服、军帽及衣服的残片，血腥味扑鼻，鬼气袭人。”在随后的歪头山之战中樱井忠温记载道：“无烟火药爆炸后，产生的气浪发出一股恶臭，枪弹‘砰砰’地射出，炮弹‘轰轰’地射来，敌人的子弹如贯晓之雨，我军的子弹如卷沙之风。”
尽管仗打成这样，但乃木希典却把所有军务委托给他的参谋长，自己每天骑自行车、打猎，别人问他：“你的任务是什么？怎么这样清闲？”他说：“我的任务有二：一是骑自行车、打猎，二是等死。”
7月27日美国总统西奥多·罗斯福说：“如果德国、法国帮俄国，那么美国会帮日本作战。”照这样的话，第一次世界大战就提前了，不过，德法都没动手。
就在日本陆军要对旅顺口动手时，8月7日俄国海军接到沙皇命令，要他们在日军总攻前突围，开往符拉迪沃斯托克（海参崴）。而日军在这天发起对旅顺外围大孤山的进攻，一时间炮火之声就像百雷一起炸响。日军一炮击中大孤山的岩角，壮观的一幕出现了，淡黄色的闪光过后，山石迸裂，这凄惨、壮观的一幕，可谓战场上的奇景。日军登上大孤山天险，冒着俄军的炮火，日军指挥官大喊：“攻进去，攻进去！向前进，向前进！”随着炮火硝烟，沙尘狂舞，俄军鲜血横流，肝脑涂地。俄军怒了，于是把山上的大石头往下推，日军有被大石头击中后掉下山崖摔死的，也有直接被大石头压扁的，被压扁的日军的肉体碎成了糊状，骨头碎成了粉末，狂叫之声，怒号之音，实在是举世未有。
战后面对尸横遍野的惨状，樱井忠温写道：“勇士之死尸山上更筑山，战士之碧血凹处流成川。战场变为坟墓，山谷化为焦土。”日本军人滴着黑血的胳膊，肉皮被烧掉的脚掌，紧咬嘴唇的白牙，死而未瞑的眼珠，半个身子被土埋没的尸体，被炸得粉碎的骨头，被炸烂的肉，横流的鲜血，折断的日本武士刀，破碎的枪支，散落遍地。实在是太惨烈了。
大孤山进攻战中日军首次向旅顺市区开火，这更加紧了俄军突围的步伐。8月10日维特盖夫特率16艘军舰驶出旅顺口，与此同时东乡平八郎率第一战队从大连出击。12时30分东乡平八郎发现目标后立即接敌，但被俄军甩掉。17时30分两军相距7000米，日军一炮击中俄旗舰“皇太子”号，维特盖夫特阵亡。俄国人的运气太次了，一场战役还没完就死了两个舰队司令。在维特盖夫特死后，副司令乌赫托姆斯基少将未积极指挥，各舰自行其是，大部分舰只又逃回旅顺，随即他下令将军舰上284门火炮拆下用于陆地防御战。
乃木希典看出俄军沉不住气了，他怕俄军跑了，于是在8月16日向其下最后通牒，说：“旅顺口之光辉防御，诚令举世惊奇。但汝海陆各方均被我优势兵力所包围，待援无望。纵有天才杰出之将领，忠勇善战之士兵，要塞终亦不保。我军已准备就绪，待命总攻。一旦海陆并进，要塞指日可破。为造福人类，避免无谓牺牲，特提议着手投降谈判。”
俄军拒不投降。乃木希典指挥第三集团6万人和400门火炮于8月19日对旅顺发起总攻，俄军阵前布满了蚁群般日军，日军士兵的嚎叫和呐喊响彻整个战场，在俄军迫击炮和马克沁重机枪打击下日军败退。乃木希典随即实行“肉弹攻击法”，这种战法，说白了，就是用自己部下的肉去面对敌人的弹，当然，这“肉”是用武士道精神武装的“肉”，这是用日本军人的生命来铺成一条胜利之路。这一仗是肉弹攻击的开始，此后滇缅会战、太平洋战争，日本军人多次用“肉弹”攻击法。
“肉弹”攻击开始后，大批日军排着密集队形冒着猛烈炮火前进，前进，再前进，俄军子弹和炮弹编织的火网给日军造成巨大杀伤。很快，日本人尸横遍野，血流成河，战场如同巨大的屠宰场。日本军人好不容易躲过了这波火网来到高压电铁丝网前，却又束手无策，怎么办？发挥大日本帝国武士的精神，冲！日本人用自己的肉体去冲击通上电的铁丝网，铁丝网不断出现火光、冒起黑烟，传来惨叫。俄军阵前堆起的日军尸体如山，在烈日照射下臭气熏天，俄军不得不用浸过樟脑汁的毛巾捂住口鼻作战。5天之内，日军死了1.6万人。
西方记者这样描述：“炮弹和火箭不断爆炸，火光冲天，使天边的月亮都显得黯然失色。深紫色的山配着碧蓝色的天、灰色的月亮、探照灯的白光、炮口的红色火光、爆炸弹的黄色火焰，凡此等等，形成一个极为特殊的景色。”
日本报纸说：“这不是人与人的战斗，而是人类与钢铁、燃烧着的石油、炸药和尸臭的斗争。”俄国人记载了这样的场景：“一个由活人所构成的山崩向我们滚滚而来，从谷地和沟壑中都有日本人钻了出来。步枪、机关枪、火炮都纷纷发射，探照灯的闪光上上下下，火箭像金蛇一样狂舞，天空中挂着几百个大火球，使天上的星月无光，也使英勇的日本兵睁不开眼。他们前进、扑倒，跳起来又向前奔，然后再倒下。在探照灯的闪亮之下炮弹的爆炸火光更显得血红。到处都是喊声、兵器的碰撞声和爆炸声。这些日本人已不是人，而像疯了的野兽。”
近代战争随着人类科学技术的进步，日趋残酷，挑起战争的人却不需像他们的前辈那样身先士卒，只要在舒适的房间里精心挑选遮蔽罪恶动机的理由，振臂一挥，就可以把千千万万的人化为炮灰。
日军这轮进攻期间，尼古拉二世对库罗帕特金下令说：“如果丢掉旅顺，将是最沉重的打击，不仅有损俄国在远东的政治军事威望，而且有损在近东、中亚和欧洲的政治军事威望，无疑，俄国的敌人将利用这一点尽可能使我们为难，而朋友则把俄国视为软弱的同盟者而加以抛弃。”因此，俄军的抵抗更加激烈了，日本的损失也更惨重了。
损失如此惨重，明治天皇依旧下令进攻。9月19日乃木希典下令发动第二轮总攻，目标是夺取旅顺203高地，他以机枪督战，只许前进，不许后退，否则就地枪毙。在乃木希典的驱使下，崇尚精神不死的日本武士在炮火掩护下向俄军固守的阵地发起连续冲锋，进攻日军踏着同伴的尸体一拨又一拨冲向俄军阵地，又成片倒在马克沁重机枪子弹和炮兵火力的绞杀中。
战斗中日军动用了280毫米口径重榴弹炮，这是当时世界最大口径的地面火炮，发射后产生一种类似火车鸣笛的呼啸声，被称为“火车弹”。俄军士兵这样描述这种武器发射后的场景：“巨大的烟柱夹着沙石一同升起，好像是一棵大树突然升入天空，然后再垮下来。于是像钟表一样的有规律，沿着东北的正面上，在不同的方向上，每隔几分钟都有这种幻想中的大树升起，接着我们就可以听到可怕的爆炸声。”
但即便用“火车弹”，日军还是没有突破，4天下来日军死了7500人却仅攻下一座炮台。乃木希典心急如焚，病倒了。由于乃木希典的指挥使日军损失惨重，国内不少人要他剖腹自杀，他的住宅也不断遭袭，2400封信质问他如此牺牲日军士兵居心何在，信中除了让他自杀就是让他辞职。
乃木希典面对质疑最想做的就是证明自己的实力，他在10月26日发起第三次总攻，又以3000人的死亡为代价而失败。明治天皇很明智，他知道要拿下坚固的要塞，进攻者要比防守者的人数明显占优，于是他将第七师团编入乃木希典麾下。11月26日乃木希典将4个师团全部投入第四次总攻，仍被俄军打退。
当夜日军攻占203高地东侧老虎沟，半夜被俄军夺回。乃木希典于是拿出日军看家本领——偷袭，他派3000士兵组成敢死队，并说不求生还，决死战斗，临阵脱逃，斩杀不赦。随后日军向俄军阵地悄悄走近，但俄军的探照灯突然亮了，日军暴露了，俄军迅速以机枪和炮火打击未经炮火准备的日军，并冲出堡垒与日军展开白刃格斗，日军又失败了。
乃木希典调来280毫米重炮狂轰203高地，11000发炮弹将高地削低3米，残余俄军抱着破釜沉舟的决心抵抗，日本的敢死队被俄军打成尸山血海，乃木保典也被打死。俄军在弹药用尽后用石头进攻日军，依仗强壮的身体反击矮小的日军，在肉搏战中把日军打得鬼哭狼嚎。
12月9日，203高地被日军拿下，在该高地争夺战中俄军战死5000人，日军战死17000人。乃木希典将此山命名为尔灵山，并赋诗：“尔灵山险岂难攀，男子功名期克难。铁山覆山山形改，万人齐仰尔灵山。”
当天，东乡平八郎在海战中将“波尔塔瓦”号、“雷特维桑”号两艘铁甲舰击沉。7日他又将“胜利”号、“佩列斯特”号铁甲舰和“智神”号巡洋舰击沉，只有“塞瓦斯托波尔”号驶离锚地，隐蔽在山头下幸存，但日军没有放过它，东乡平八郎派鱼雷艇攻击该舰，在攻击36次后才把它击伤，该舰和“英勇”号、“骑士”号、“强盗”号自沉。9日最后一艘巡洋舰“巴扬”号被击沉。
1905年1月2日，斯捷塞尔率俄军投降，将旅顺口546门大炮交给日军，3.5万人成为俘虏。历时329天的旅顺口之战以俄军死3.1万人，日军死5.7万人告终。俄军战舰无一幸免，日军也有15艘战舰被击沉。
战役结束了，在此提一句，守旅顺的斯捷赛尔是常败将军，库罗帕特金认为他不宜继续指挥，令他把军权交给斯米尔诺夫，但斯捷赛尔隐瞒了电报，以致斯米尔诺夫在此战结束后才知道对自己的任命。
此战在近代战争中意义很大，陆军较广泛地使用速射炮、机枪等武器，几个集团军展开在百余公里的正面上，战术发生了新的变化。迂回和包围成为进攻作战的主要战术手段。此战表明由于防御一方加强火力，进攻一方必须善于利用地形，实施进迫作业，采用更稀疏的散兵队形，并发展了夜战。炮兵已能从遮蔽发射阵地射击，防御阵地构筑方法也有发展，后勤保障在战争中的作用也更为重要，陆海军的协同动作显示重大意义。
从海军角度看，俄军的失败有以下几个原因：一、战场远离本土，兵员和作战物资的补充不能满足需要。二、舰艇技术装备、航速和火炮性能不如日军。三、俄军执行消极防御的战略，海军指挥官不能千方百计创造战机打击和消灭敌舰，而将一支机动能力较强的舰队完全与要塞绑在一起，这种“要塞舰队”的海军战略思想已不适用，又一次被此战证明。四、政治腐败。列宁说：“不是俄国人民，而是专制制度（沙皇制度）遭到了可耻的失败。”
