Сахалинская операция началась 15 июня. Матрос крейсера “Рион” Буров передал по телефону с мыса Крильон, что в 17 часов мимо мыса проследовала японская эскадра из 53 вымпелов, державшая курс в залив Анива. Русский флот во Владивостоке не оказал никакого противодействия высадке японцев. Обсудив ситуацию с началом десанта на Сахалин, командование эскадры доложило в Петербург, что это попытка японцев выманить главные силы 1 ТОЭ и разгромить русский флот по частям, и что до соединения эскадр необходимо отставить вопрос с противодействием высадке японцев на Сахалин. Кроме того, предположив, что главные силы японцев находятся в районе Лаперузова пролива, Матусевич запросил у Лихачева разрешение на немедленный выход эскадры на соединение с Чухниным.
Моряки-артиллеристы из установленных на берегу Корсаковского порта орудий, в течении четырех суток последующих суток с момента начала вторжения (с 16 по 19 июня) вели бой с 7 и 8 боевыми отрядами, потопили тремя снарядами канонерскую лодку “Удзи”, и повредив “Чин-Иен”. Также получили повреждения и канонерские лодки “Тенрю”, “Майя”, “Текай”. Моряки-батарейцы сорвали высадку в Корсакове и расстреляв последние снаряды по наступающим японцам, сняли замки от орудий и отошли на Маячную гору. Канонерская лодка “Акаги” подорвалась на мине и затонула. Высадка японского десанта бригады 13-й дивизии силами до полка, в заливе Анива, прошла в р-не дд.Мерея - Савинова Падь. Передовые высаженные части к вечеру 18 июня, захватили позиции русской береговой артиллерии позволив начать высадку основных сил. Ночью русские минные катера потопили торпедой пароход “Дайкио-Мару”, канонерские лодку “Сайен” и повредили п/х “Явата-Мару N1”. В ходе боя поврежден артогнем и потом затоплен экипажем М22, экипаж присоединился к русским силам на берегу, затем катера ушли из залива и направились в Николаевск, куда прибыли 18 июня.
Первым втянулся в боевые действия отряд Арцишевского, который занял позицию у села Пораонтомари, для того чтобы дать возможность сжечь здания, склады и пристань в посту Корсаковском. К 17 часов отряд Арцишевского отошел к Соловьевке, оставив у Корсаковского несколько конных для наблюдения за японцами. На следующий день два японских миноносца, в заливе Лососей обстреляли фланг Соловьевской позиции отряда, после чего Арцишевский решил отходить к с. Хомутовка. Отряд Полуботко на другой день после отступления отряда Арцишевского решил пойти к нему на присоединение. На пути отступления к Владмировке больше половины отряда разбежалось, часть отошла в тайгу и в дальнейшем присоединилась к отряду Быкова, а с остальными, столкнувшись с японцами в районе Владимировки, Полуботко сдался в плен. На следующий день, 19 июня, узнав о появлении японцев в Владимировке русский отряд полковника Арцишевского внезапно напал и разгромил две японские роты майора Харуки в с.Владимировка, у моста через р.Рогатка. Объдинив вместе свой отряд и остатки отряда Полуботко, Арцишевский занял оборону. В этот же день была осуществлена высадка японского десанта с 2 канонерских лодок у маяка на м.Крильон, охраняемом русским отрядом подпоручика Мордвинова. Отряд Мордвинова отошел в с.Петропавловское, где присоединился к отряду штабс-капитана Даирского. Опасаясь потерять сообщения с тылом, Слепиковский 17 июня отошел в тайгу у озера Тунайчи и пробыл здесь до 25 июня, после чего отошел несколько к северу и окопался. 2 июля с утра японцы начали наступление на закрепившийся отряд Слепиковского, который к полудню отступил, потеряв 24 человек убитыми и ранеными, в направлении с.Владимирского. Попытка Слепиковского установить связь с другими отрядами не удалась. Преследуемый японцами отряд Слепиковского был охвачен с флангов и тыла артиллерийским огнем. Командир отряда Слепиковский был убит, а его заместитель, видя отряд окруженным, капитулировал.
25 июня японские войска начали штурм русских позиций на р.Муравченка. Потерпев неудачу, следующие три дня, высадившиеся в Корсакове, японцы не предпринимали активных действий и занимались укреплением плацдарма, в это же время были высажены оставшиеся части дивизии. В конце июня японцы предпиняли атаку против отряда Арцишевского, после боя, ввиду обхода флангов часть отряда сумела вырваться из окружения и отошла к Найбучи, остальная часть, окруженная японцами, капитулировала.
Деятельность отряда Даирского, свелась бою под с.Петропавловским и дальнейшему отходу в направлении на север. Проплутав в тайге, отряд Даирского 30 июля напоролся на р. Найба на крупный японский отряд и после боя отошел в тайгу. Быков, получив сведения о высадке японского десанта, Быков двинулся к с.Отрадное, где и стал ожидать японцев. Пятого августа, соединившись с дружинниками из отряда Полуботко, Быков устроил японцам засаду у с.Отрадное. Получив сведения о подходе большого отряда японцев, Быков отошел к Сирароко, а затем под атаками японцев отошел к Наэйро, где стал поджидать подкрепление с Северного Сахалина.