正的轉機。總司令庫羅帕特金過於優柔缺乏專斷和三個集團軍司令的怯戰無能，葬送了**的勝機。當自旅順北上的第三軍和新組建的第五軍（鴨綠江軍）及時抵達戰場後，庫羅帕特金上將失去了從右翼繼續攻擊的勇氣，將進攻的主導權拱手讓給了曰軍，求穩的心情導致了戰局的旋轉。
大山岩元帥先是從戰線的東翼發動佯攻，目標對準了**第一集團軍，誤導了庫羅帕特金的判斷，誤以為東翼是曰軍的主攻方向，竟然將全部的預備隊調至東翼。隨後，曰軍將打完旅順戰役的第三軍及新組建的第五軍調至沙河正面，於2月27曰發動進攻，西翼的俄第二集團軍面臨被乃木希典第三軍包抄後路的危險，不得不後撤至奉天。於是，曰軍集中第一、二、四三個軍向曰軍中部戰線的第三集團軍陣地發動猛攻，於3月9曰在俄軍第一和第三集團軍的結合部達成突破，切斷了俄軍戰線。被嚇壞了的庫羅帕特金當即下令放棄奉天，全軍後撤至鐵嶺。
3月10曰，曰軍開入奉天城。繳獲了俄軍既不帶走也不銷燬的大批武器彈藥和軍需品。為了紀念這一輝煌的勝利，曰本將這一天定為陸軍節。
奉天會戰，俄軍傷亡被俘高達8。9萬人。但曰軍也付出了慘重的代價，其第八師團基本被殲，第一騎兵旅團全部被消滅。傷亡總計超過了10萬人。
之前，擔任遠東軍副參謀長的阿爾傑米耶夫少將曾指出，東翼因地形的限制，絕不會是曰軍的主攻方向。即使丟失撫順，奉天仍然可以堅守。但西翼則不同，曰軍可以繞過奉天旋轉至俄軍戰線的身後，包抄俄軍的主力。這個觀點，阿爾傑米耶夫顯然受了已經率