俄军分左右两个集团：左翼3个军，由施塔克尔堡指挥，向本溪湖方向实施主攻；右翼2个军，由比尔德林格指挥，缓慢地向沙河方向前进，任务是把主攻方向的敌人吸引过来。另以3个军作为预备队。
左右两集团的进攻正面共50公里，总的进攻速度，每昼夜居然不超过5公里。这个计划主攻指向山地，而俄军没有进行山地战的准备，特别是缺少山炮。
更糟的是，俄方进攻的准备工作不隐蔽，被日方发觉，完全丧失了突然性。
日军统帅大山元帅决定将计就计，首先利用对俄军不利的山地地形，以防御战消耗、疲惫俄军，然后投入新锐力量，转入进攻，猛攻俄军中央和右翼，一举歼灭东北俄军主力。
1904年10月19日，俄军东部兵团来到日军右翼，对日军右翼边缘发起攻击。部署在这个方面的日军，只有梅泽道治少将指挥的近卫后备步兵旅8个营。由于防守坚决，他们顶住了俄军东部兵团的猛烈攻击。
1904年10月22日，俄军又集中全军主力，从日军左翼向东北方向的敌人发起总攻，但是，日军骑兵第1旅团旅团长秋山好古，率领骑兵猛插俄军右翼，结果，俄军不得不于1904年10月24日开始全面退却。
日军立即利用这一有利时机转入进攻，日军这一行动，导致一系列激烈的遭遇战。
在某些情况下，遭遇战不仅昼间进行，而且夜间也进行。夜战中，双方均不使用炮兵，部队以密集队形投入攻击，士兵胳膊挨胳膊，大多数场合夜战以刺刀白刃战告结束。
为识别敌友，俄军士兵袖缠白布带。这种激烈的遭遇战持续至1904年10月底，双方伤亡惨重。日军进展不大，只是在某些地段将俄军顶回沙河地区，大山岩决定在既得阵地上转入防御。
与此同时，库罗帕特金决定1904年10月底，在自己右翼发动进攻，以恢复在沙河左岸的原态势。但31日夜间，日第二军奥保巩部，以奇袭攻占俄军左翼第1军地段内、具有决定意义的制高点万宝山。