2 января 1905 года генерал Анатолий Стессель – комендант крепости Порт-Артур – вступил с японским командованием в переговоры о сдаче портового города.
Русско-китайская конвенция 1898 года передавала Порт-Артур в аренду России на 25 лет с правом продления этого срока. Русские, оказавшись на Ляодунском полуострове, стали переделывать всё на свой лад: так небольшая китайская деревушка за несколько лет превратилась в главную базу русского военного флота на Тихом океане. В Порт-Артуре уже к 1904 году работал Русско-китайский банк, возвышались здания инженерного управления и штаба военной администрации, а вокруг тянулись многочисленные солдатские казармы. К тому момент в городе проживало более 50 тысяч человек.
В преддверии войны далеко не все русские военачальники видели опасность осады Порт-Артура. Так, например, главнокомандующий русских войск в Маньчжурии Евгений Алексеев в своём плане военных действий указывал, что «наступление японской армии к Порт-Артуру немыслимо, почему для обороны его можно назначить только гарнизон с небольшими добавлениями».
Как бы то ни было, в преддверии лета 1904 года Порт-Артур оказался отрезанным по суше от Маньчжурской армии, спустя некоторое время было перекрыто морское сообщение, наконец, 30 июля 1904 года фактически началась осада крепости японскими войсками.
В начале августа японцы атаковали передовые укрепления крепости: в результате упорных боёв ценой серьёзных потерь японцы смогли овладеть редутами Дагушань и Сяогушань. Первые успехи придали японскому руководству уверенности — войска генерала Ноги тут же начали готовиться к штурму.
«До самой темноты гремели непрерывные залпы орудий, а в крепости, в районе расположения 10-го полка, гремела музыка и раздавались неоднократные взрывы «ура» — это 14-й полк, стоящий здесь в резерве, продолжает свой полковой праздник: там гром разрывов, бой и смерть, а здесь весёлые клики и совсем уж не воинственные звуки полкового оркестра», — вспоминает этот день в своём дневнике полковник Рашевский.
В течение четырёх дней японский генерал Ноги безуспешно пытался овладеть крепостью: в результате он, по оценкам историков, потерял почти половину своих солдат — около 20 тысяч убитыми. Потери русских составили около 3 тысяч человек. Несмотря на это жители крепости были в негодовании.
Неудачный штурм вынудил японских военачальников перейти к длительной осаде: они ждали подкреплений и строили осадные сооружения. Уже в первые месяцы морской и сухопутной блокады русские стали испытывать проблемы с продовольствием.
При всём этом японцам также не приходилось расслабляться. Английский журналист Норригаард, живший в японском военном лагере, в своих материалах рассказывает: «Перестрелка не прекращалась ни днем, ни ночью, иногда в траншеи попадали шрапнели и снаряды, так что солдаты никогда не могли быть спокойными и должны были быть постоянно настороже в течение недели, которую они проводили в этих окопах. Если они забывались хотя бы на минуту и высовывали голову из траншеи, то они подвергались обстрелу и часто бывали убиты на месте, так как русские назначали для этого своих лучших стрелков».
Второй штурм японцы провели в начале сентября. Особый героизм, по свидетельствам очевидцев того сражения, проявил лейтенант Подгурский, который с тремя охотниками выбил шашками три роты японцев, занявших укрепления. Очередная атака была отбита, в результате неё потери японцы потерял в четыре раза больше солдат (около 6000), чем русские.
После ещё одной неудачи японцы сконцентрировались на саперных работах: они рыли траншеи к фортам и укреплениям Порт-Артура. За время продолжительной осады совсем истощились запасы провизии: фронтовики дважды в неделю получали конину, в остальное время им приходилось довольствоваться хлебом. К тому же в крепости свирепствовала цинга, которая не хуже пуль и снарядов уменьшала численность гарнизона.
Третий штурм в конце октября японская армия опять же провалила: генеральная атака закончилась разгромом японцев. «В общем, несмотря на адов огонь, японцы не овладели не одним солидным укреплением: если ещё нам удастся отбить также следующий штурм, то, пожалуй, мы вовсе отсидимся» — такую запись в своём дневнике оставил в день японской атаки полковник Рашевский.
Действительно, следующий штурм не заставил себя долго ждать: получив подкрепления, армия генерала Ноги в конце ноября предприняла самую масштабную атаку на крепость Порт-Артур. За десять дней японцы так и не смогли прорвать фронт русских, зато выполнили важную стратегическую цель — заняли гору Высокая, с которой просматривалась вся порт-артурская гавань. Тут же японские артиллеристы открыли огонь из 11-дюймовых гаубиц по городу и кораблям Порт-Артурской эскадры. Русские броненосцы и крейсеры были безвозвратно потеряны.
Меньше месяца с конца последнего штурма продержалась крепость Порт-Артур. Комендант Стессель, вопреки решению Военного совета крепости, который выступал за продолжение обороны, сдал Порт-Артур. 5 января 1905 года измученный осадой гарнизон, сдав оружие, передал Порт-Артур японцам.
Генерал Ноги, чувствуя свою вину за смерть тысяч солдат, хотел совершить обряд сеппуку — ритуальное самоубийство через вспарывание живота. Однако император запретил ему делать это. Генерал вместе с женой осуществил своё намерение после смерти императора.