В состав этого батальона входили две воздухоплавательные роты (1-й ротой командовал капитан Новицкий, 2-й – капитан Н.Г. Баратов, впоследствии работавший инструктором в советской Высшей военной воздухоплавательной школе).
Эти воздухоплавательные роты были оснагцены лучше предыдущей и более приспособлены к боевым действиям в полевых условиях. Они имели более легкие и подвижные конные лебедки, походные облегченные газодобывательные аппараты, змейковые (а не круглые) привязные аэростаты и небольшие сигнальные аэростаты.
1-я воздухоплавательная рота этого батальона начала боевые действия с 3-й Маньчжурской армией в составе 5-го корпуса на реке Шахэ 23 декабря 1904 года, а уже 26 и 31 декабря ее аэростат подвергся обстрелу японской артиллерии с дальности 4–6 километров.
Несмотря на артиллерийские обстрелы, аэростат продолжал наблюдение и непрерывно давал командованию ценные сведения о противнике.
Японское командование после первых же подъемов аэростата для маскировки передвижения своих войск от воздушного наблюдения стало применять дымовые завесы и запретило своим войскам разводить огонь с наступлением темноты, так как аэростат этой роты иногда поднимался и ночью.
Не менее успешной была боевая деятельность и 2-й роты этого батальона в районе деревни Сандепу. Несмотря на сильный обстрел японской артиллерии, рота вела воздушное наблюдение, корректировала огонь своих осадных батарей и еще выше подняла авторитет воздушной разведки с аэростатов среди личного состава действующей армии в Маньчжурии и у военного командования.
Во время боев у деревни Сандепу боевая деятельность русских воздухоплавателей не прерывалась ни на один день. Воздухоплаватели выявили точное расположение всех укреплений противника, составили их кроки, обнаружили несколько японских артиллерийских батарей и уточнили крайне неверно составленные топографические карты этого района, которыми пользовались войска. Необходимо отметить, что именно воздухоплаватели обнаружили, что возле деревни Сандепу находится не показанная на картах деревня Баотайцзы, которая при атаке Сандепу 3 января русскими войсками была ошибочно принята за главный объект.
Значительную пользу войскам принесли воздухоплаватели и на других участках фронта в Маньчжурии. Так, например, поднятый воздухоплавателями привязной аэростат условными сигналами сообщил поспешно отступавшим войскам 15-й дивизии, что перед ними находятся не крупные силы японцев, как они предполагали, а всего лишь один батальон пехоты. Этим было остановлено начавшееся отступление русских войск и сорван маневр японских частей.
Успешная боевая деятельность привязных аэростатов в Маньчжурии в Русско-японскую войну 1904–1905 годов оказала большое влияние на дальнейшее развитие русского военного воздухоплавания.
Именно там, на полях сражений в Маньчжурии, была практически доказана оспаривавшаяся в то время некоторыми военными специалистами возможность ведения боевых действий воздухоплавательными частями с их громоздкой и тяжелой техникой в полевых условиях войны. Там же выковывались кадры боевых офицеров-воздухоплавателей, которым во время Первой мировой войны 1914–1918 годов пришлось командовать воздухоплавательными частями.
По окончании Русско-японской войны для военных воздухоплавателей наступил период теоретической и практической учебы. Они совершали свободные полеты с учебными, научными и спортивными целями. Так, в 1909 году было совершено 50 полетов, а в 1910 году – 91 полет.
На сферических аэростатах воздухоплаватели совершали полеты из Петербурга даже в Архангельск и Вольск, то есть на расстояние более 1200 километров, находились в воздухе больше суток и ставили рекорды высоты. Одновременно с летной практикой усилилась и теоретическая учеба. Летные достижения русских военных воздухоплавателей начали обращать на себя внимание заграницы. Русское воздухоплавание начало выходить на одно из первых мест в мире.
В 1906–1907 годах была намечена программа формирования значительного количества крепостных и полевых воздухоплавательных рот с привязными змейковыми, сигнальными и управляемыми аэростатами. В 1907 году была создана комиссия под председательством генерал-лейтенанта Н. Кирпичева для организации предварительных опытов и разработки проекта управляемого аэростата. Эта комиссия проделала большую работу по конструированию русского военного дирижабля «Кречет».
В 1907 году в учебном воздухоплавательном парке была создана исследовательская аэродинамическая лаборатория и построена одна из первых в России аэродинамических труб, в которой проводились продувки моделей дирижаблей.