会戦第１期（1905年２月２６日〜２月２８日）
２月２７日、日本軍は右翼からはロシア軍を攻撃したが、両軍の奮戦で攻撃は進展を見なかった。左翼の乃木将軍率いる第３軍は、２月２７日朝前進開始、２８日夕方までに黒溝台西北西の後辺外から珍子崗（ちんしこう）の線に進出した。 この間、砲撃戦をおこなって企図の秘匿に努めた。ロシア第２軍は、日本軍の左翼に対し攻撃に出ようとしたが、２７日にはまだ第３軍が清河城方面に迂回しているものと誤認し攻勢を中止してしまった。 ２８日になって、黒溝台方面から奉天西方に出現した日本軍が第３軍であろうと判断し、これを撃退するため予備軍を奉天付近に集結した。
会戦第２期（1905年３月１日〜３月７日）
日本軍は、1905年年３月１日から本格的な攻撃に転じた。右翼は依然攻撃を続行したが、地形の峻険とロシア軍の奮戦より進展はなかった。乃木大将率いる第３軍は、３月１日以来北進を続け、ロシア軍はこの間、第３軍の包囲行動を阻止すべく反撃を試みたが、左翼方面の日本軍の猛攻に対しても増援部隊を送る兵力が分散という日本軍の作戦に上手くクロパトキン引っかかったため、第３軍に対する反撃は不徹底に終わったが乃木大将率いる第３軍の状況は旅順に続いてまたもや悲惨であった。それでも３月７日、右翼近くに第３軍の進出したため、クロパトキンはついにこの日退却を決心した。
会戦第３期（1905年３月８日〜３月１０日）
満州軍総司令部は、３月８日、ロシア軍が退却に移ったことを知り、全軍に追撃命令を下した。３月８日、各軍は当面のロシア軍に攻撃を開始、退却するロシア軍を攻撃した。 ３月１０日には攻撃が遅滞していた各軍も奉天に迫った。 そして、日本軍は、３月１０日夜に入ってロシア軍を完全に破り、ついに奉天を占領した。