Но японский командующий, как последовательный сторонник германской школы, планировал осуществить глубокий обход русских позиций, окружить русскую армию и отсечь ее от единственной линии снабжения — железной дороги. Противник не собирался разбивать себе лоб об укрепления — он был воодушевлен идеей повторить Седан. С другой стороны, преимущества русской стороны резко обесценивались системой управления. На фронт русский командующий вывел 64 % своих сил(128 батальонов), на фланги — 5 %(10 батальонов), остальные решали другие задачи{1584}. Еще до начала сражения Куропаткин вывел в резерв 61 батальон, 30 сотен, 136 орудий и 8 пулеметов. Ближнюю охрану флангов позиции нес отряд Мищенко и XVII Армейский корпус, целых 8 отдельных отрядов обеспечивали дальнюю охрану флангов, кроме того, выделялись войска для гарнизона города, охраны дорог, этапных линий, летучей почты, была реализована чрезвычайно запутанная система общих и частных резервов, которыми могли распоряжаться командиры разных уровней. Все это крайне усложняло управление армией{1585}. Внезапно проявилось и уязвимое положение войск на плацдарме. С 4 по 5(17–18) августа начался разлив Тайдзыхе. Броды закрылись, 4 из построенных ранее 7 мостов было снесено паводком{1586}, в результате X Армейский корпус оказался отрезанным от основных сил. Вслед за этим наступила страшная жара — испарения привели к росту санитарных потерь{1587}.

12(25) августа Ойяма начал наступление, вслед за чем началось длительное сражение. Постоянно опасаясь возможного окружения, Куропаткин вновь проявил себя сторонником пассивной обороны, полностью уступив инициативу Ойяме. Это позволило японцам постоянно сосредотачивать превосходящие силы на направлениях своих атак. Бои под Ляояном носили исключительно упорный и кровопролитный характер. Русские войска стойко оборонялись, а японские храбро наступали, и те, и другие практически не считались с потерями. Наступавшие теряли больше, но не могли прорвать линию обороны. После атак подступы к русским окопам были заполнены трупами и ранеными{1588}. Это был день разочарований, как отметил один из британских наблюдателей при японской армии{1589}. Положение японской армии было весьма тяжелым, в ее штабе опасались возможного контрудара{1590}. К вечеру 17(30) августа стало ясно, что отступать русские войска не собираются, I Сибирский Армейский корпус отбил все атаки. Одновременно в штаб маршала Ойямы стала приходить информация о том, что Куропаткин начал готовить эвакуацию Ляояна. Позже выяснилось, что она оказалась необоснованной, но японское командование все же решилось начать глубокий обход русских позиций. Еще ранее 12-я дивизия была направлена на правый берег реки Тайдзыхе{1591}.

Она должна была выйти в тыл и фланг русских войск и обеспечить связь с армией Куроки, осуществлявшей опасный маневр глубокого обхода Ляояна. На Тайдзыхе находилилась только гвардейская дивизия и одна пехотная бригада. Обе понесли чрезвычайно высокие потери в предидущие дни{1592}. 12-я дивизия относительно мало пострадала в это время, и теперь на нее возлагали особые надежды в штабе Ойямы{1593}. Русские войска успешно оборонялись, однако они практически не имели резервов. Оборона подоходила к опасной точке напряжения{1594}. В ночь на 30 августа дивизия практически в виду русских патрулей (основные позиции находились в 7–8 км. от реки) перешла через Тайдзыхе. Куроки, фланг и тыл которого был в это время чрезвычайно уязвим, а транспорты армии — попросту открыты для возможного удара, получил надежное прикрытие{1595}. Дивизия успешно выполнила поставленную перед ней задачу{1596}. Для того, чтобы помочь своим войскам за рекой, японский главнокомандующий усилил давление на фронт.

Для того, чтобы не допустить снятия русских войск с передовых позиций, Ойяма создал мощный артиллерийский кулак против фронта I и III Сибирских Армейских корпусов — 234 полевых и горных и 72 тяжелых орудия против 82 полевых русских. Утром 18(31) августа началась артиллерийская подготовка. Японские артиллеристы мастерски концентрировали огонь своих орудий, подготавливая наступление пехоты. Она по-прежнему шла вперед, не считаясь с потерями. Хуже дело обстояло со связью между атакующими и артиллеристами — японцы часто попадали под огонь собственной артиллерии. За два дня потери двух русских корпусов составили 6239 чел., японцев — 11 899 чел.{1597}. Храбро и настойчиво наступавший противник был отражен, но растянутость линии фронта и отсутствие резервов сделали свое дело{1598}. Уже в ходе боя 18(31) августа Куропаткин принимает решение отступить с передовых позиций на главные с целью сокращения фронта — с 24 до 14 верст. Войска отошли в ночь на 19 августа(1 сентября). Утомленные боями японцы не преследовали{1599}. Отступление было проведено в образцовом порядке, несмотря на близость противника{1600}. По первичной диспозиции этот маневр должен был стать демонстративным, Куропаткин надеялся навести атаковавших на свои основные укрепления{1601}.