Ояма, понимая невыгодность своего положения, предложил Куроки действовать с осторожностью, рассчитывая начать наступление на фронте остальных армий только с наступлением темноты. Переправа японцев обнаружена была русской конницей только в 6 часов утра 31 августа, а руководящий состав 17-го корпуса был поставлен об этом в известность в 9 часов утра. Еще накануне Бильдерлинг развернул 3-ю дивизию Янжула (11 батальонов, 2 эскадрона и 60 орудий) на фронте Фаншэ — высота 131, а 35-ю дивизию Добржинского (16 батальонов, 6 эскадронов и 104 орудия) сосредоточил в резерве в районе Тудагоу — Эрдагоу.
Бильдерлинг, получивший довольно точные сведения о силах переправившегося противника, не использовал своего превосходства в силах для нанесения японцам решительного удара и отделался полумерами, выдвинув из резерва бригаду 35-й дивизии для прочного занятия Сыквантуня. Этой бригаде ставилась задача по выдвижению авангарда с артиллерией для обстрела переправы. Добржинский выдвинул 8 батальонов и 48 орудий на фронт — высота 131 — Нежинская сопка. Главные силы артиллерии стали на позиции восточнее деревни Сыквантунь. Остальные войска Добржинского были передвинуты в Сахутунь в качестве резерва. Отряду Орбелиани в составе 11 сотен и 6 орудий было приказано выдвинуться и обстрелять переправляющихся японцев, однако эта скромная задача выполнена не была, и Орбелиани был выдвинут к левому флангу правобережной группы. Отряду Любавина, который оставался в Бенсиху, было указано на необходимость нанесения удара в тыл переправившегося противника, но появившаяся перед Любавиным резервная бригада Умесавы помешала ему выполнить указание Бильдерлинга. Перешедший к обороне против более слабого противника Бильдерлинг, не начав еще боевых действий, тем не менее поторопился обратиться к Куропаткину с просьбой о присылке подкреплений для “оказания сопротивления” противнику. Свою просьбу он мотивировал предположением, что переправившиеся полторы японские дивизии составляют лишь авангард, за которым следуют крупные силы.
Куропаткин, в свою очередь, узнав о переправе японцев только в 11 часов, не только не принял никаких мер к их уничтожению, но увидел в этом достаточную причину для отхода на главные позиции, утешая себя мыслью, что сокращение фронта на главных позициях позволит оттянуть более крупные силы на правый берег Тайцзыхэ для парирования обхода Куроки.
Куропаткин отдал приказ об отступлении, решив удерживаться на главных позициях войсками 2-го и 4-го Сибирских корпусов под общим командованием Зарубаева. Последнему предписывалось держаться “во что бы то ни стало” и тем самым обеспечить свободу действий остальных корпусов, которые под личным командованием Куропаткина должны будут обрушиться на армию Куроки.
10-й армейский корпус перебрасывался в Сичэн, 3-й Сибирский корпус должен был сосредоточиться на северной окраине Ляояна, 1-й Сибирский корпус отводился в район Иншуйсы — Цзюцайюаньцзы, 71-я дивизия 5-го Сибирского корпуса — в Цзюцайюаньцзы. Конница Самсонова форсированным маршем перебрасывалась к Янтайским угольным копям, а 54-я дивизия Орлова из состава 5-го Сибирского корпуса — всего 12 батальонов, 3 сотни и 16 орудий — должна была создать угрозу правому флангу переправившейся через Тайцзыхэ японской группировки, сосредоточившись несколько севернее Фаншена на Янтайских высотах. Отряд Мищенко переброшен был в Анцзяпуза.
С наступлением темноты начали отход русские корпуса, не преследуемые противником, который не обнаружил отступления русских. Моральное состояние японцев было надломлено неудачными атаками передовых Ляоянских позиций. Давал себя чувствовать недостаток огнеприпасов.
В 20 часов 5-я и 3-я японские дивизии перешли в наступление, открыв предварительно артиллерийский огонь. Пехота двинулась к русским позициям и нашла их опустевшими. Преследования японцы не предприняли. Тем временем резервная бригада Умесавы к вечеру 31-го переправилась через Тайцзыхэ у Бенсиху.
Так 180-тысячная Манчжурская армия, прочно отстоявшая в двухдневных боях свои позиции на всем фронте, отступала только потому, что полторы дивизии японцев создавали угрозу ее тылу. Отступление не вызывалось обстановкой. На главных позициях располагались 4-й и часть 5-го Сибирских корпусов. Подходил 1-й армейский корпус.Поставивший себе задачу “разбить противника, опираясь на Ляоянские позиции” Куропаткин не только не использовал ряда возможностей для перехода в решительное наступление на одном из своих флангов или в центре, но даже не вышел за пределы обычной для него пассивной обороны. Именно эта пассивность Куропаткина позволила Куроки переправить полторы дивизии на правый берег Тайцзыхэ на виду превосходных сил 17-го корпуса, оставив свой тыл открытым.