Командир 14-й дивизии, непосредственно наступавшей на Сандепу, С.И. Русанов тщетно искал командира корпуса, чтобы доложить обстановку. Не получив подкреплений и артиллерийской поддержки, дивизионный начальник не осмелился начать общую атаку. Однако ночью два полка его дивизии ворвались в какую-то китайскую деревню, из которой бежала японская пехота.
Ночной успех дал повод Русанову доложить корпусному командиру: «Дивизия поставленную задачу выполнила. Сандепу, вся разрушенная артогнем, в наших руках». Через час об этом ночном успехе стало известно главнокомандующему, и Куропаткин отдал приказ командующему 2-й армией «воздержаться от дальнейшей атаки, ограничиваясь удержанием Сандепу». Это селение он считал «ключом» ко всей неприятельской оборонительной позиции.
С рассветом, когда туман рассеялся, выяснилось, что 14-я дивизия с боем захватила не Сандепу, а находившуюся 400 метров севернее от нее деревню Баотайцзы, которая в течение двух дней подвергалась артиллерийскому обстрелу. А самое большое селение Сандепу, хорошо укрепленное, огонь русской полевой артиллерии так и не затронул. Дальнейшие попытки захватить его успеха не имели.
На фронте 1-го Сибирского корпуса продолжались ожесточенные бои. Японцы, как выяснилось через пленных, усилили это направление резервами и перешли к контратакующим действиям. Русские сравнительно легко отбивались с помощью огня полевых батарей. Когда на правом фланге корпуса начал атаку врага переправившийся через реку Хуньхэ кавалерийский отряд генерала Мищенко (около 40 эскадронов и сотен),1-й Сибирский корпус начал наступать.
Однако совсем скоро его «самодеятельность» закончилась: приказом сверху ему было велено прекратить неплановое наступление и перейти к обороне. Благодаря этому японское командование «выиграло» целые сутки, чтобы принять адекватные меры против начавшегося наступления противника.
Мищенко, тонко уловив возможность большого успеха, обратился к командиру 1-го Сибирского корпуса генералу Штакельбергу с просьбой начать наступление в восточном направлении, пока японцы еще не подтянули туда резервы. Тот решился еще раз проявить личную инициативу в начавшемся сражении за Сандепу, и полки корпуса, перешедшие в атаку, сразу же достигли успеха. При этом в ходе ночной атаки четырех полков 1-й Сибирской дивизии была наголову разгромлена 3-я японская пехотная дивизия, которая защищала укрепленную деревню Сумапу.
Теперь русские войска получали хорошую возможность окружить Сандепу. Конница Мищенко стала выходить в ближние японские тылы и заставила противника оставить позицию у деревни Цзяньцзявопу. Сама обстановка требовала от русского командования наращивания атакующих усилий.
Но как только об этом стало известно командующему 2-й армией Гриппенбергу, корпусной командир получил от него приказ немедленно остановиться и не «ломать» общую позиционную линию. Японцы же, не теряя времени и подтянув значительные резервы, отбили у русских деревню Сумапу с ее укреплениями. Русским войскам пришлось отступить с большими потерями. Это поражение стало прямым предлогом для отстранения от командования корпусом генерала Штакельберга.
С наступлением светового дня 15 января, после сильной артиллерийской подготовки, полки русской 31-й пехотной дивизии стремительной атакой захватили несколько китайских деревень близ Сандепу и, выйдя с боем во вражеский тыл, поставили японцев в критическое положение. Они напрягали все силы, чтобы сдержать наступавших. Императорский главнокомандующий маршал Ивао Ояма доносил о том дне русского наступления в Токио:
«15 января русские обстреляли наш тыл. Сражение продолжалось в течение всего дня и ночи, наши всюду были придавлены численностью русских. В этот день наши войска были готовы к тому, что будут уничтожены».
Куропаткин приказал отойти от Сандепу. Отступление за реку Хуньхэ в морозной ночи было спешное, неорганизованное. В одной из захваченных деревень в суматохе осталось два батальона русской пехоты, до которых приказ не дошел. Под утро они приняли на себя удар целой 8-й японской дивизии и, сдерживая ее натиск, сражались до последнего солдата среди развалин китайских глинобитных фанз. Отошел и кавалерийский отряд Мищенко, действовавший, по существу, в тылу японских войск.
Так высшее русское командование отказалось закрепить и развить несомненный успех своих наступавших войск. Советский военный историк комбриг Н.А. Ливицкий, рассматривая январское сражение, сделал следующий вывод: «Основная причина неудачи у Сандепу — отсутствие руководства боем». Пожалуй, красноречивее этого не скажешь.
1-я и 3-я русские Маньчжурские армии, изготовившиеся для общего наступления, так и остались стоять на исходных позициях в полном бездействии. Их войска оказались как бы сторонними наблюдателями происходивших событий в полосе фронта 2-й Маньчжурской армии.
Так закончилось январское наступление 2-й русской армии. Японцы зимой наступать не собирались. В 4-дневном сражении при Сандепу русские потеряли 368 офицеров и 11 364 солдата, среди них было очень много обмороженных. Японские потери составили 8901 человек.
Российское правительство и Николай II еще не теряли надежды переломить ход войны с Японией на полях Маньчжурии. Русские войска на Дальнем Востоке получили новое усиление. К началу февраля 1905 года с прибытием из России 16-го армейского корпуса общая численность трех Маньчжурских армий составляла более 300 тысяч человек, в том числе 276,6 тысячи штыков, 15,7 тысячи сабель и 7,7 тысячи инженерных войск. Однако слабостью прибывающих подкреплений являлось то, что они в своем большинстве состояли не из кадровых военнослужащих, а из запасников, которых без должной подготовки отправляли на войну в Маньчжурию.
Значительно усилилась, прежде всего полевая, артиллерия русских войск. В составе Маньчжурских армий (25 дивизий) действовали 22 артиллерийские бригады, в которых числилось 1386 орудий (из них 1070 полевых пеших, 132 осадных и 76 горных), 48 конных пушек, 60 полевых мортир и 56 пулеметов. Значительно пополнились армейские запасы артиллерийских снарядов, и теперь в среднем на одно орудие приходилось по 700 снарядов.
Япония, со своей стороны, тоже усиленно готовилась к заключительной фазе войны с Россией. Маршал Ояма усилился не только осадной 3-й армией, в полном составе прибывшей из-под Порт-Артура. Из поступивших с Японских островов значительных резервных пополнений была сформирована еще одна, новая армия — 5-я под командованием хорошо показавшего себя в Маньчжурии генерала Кавамуры.
Теперь силы Оямы состояли из 10 армейских дивизий, 12 резервных (пехотных) бригад и 2 отдельных кавалерийских бригад (каждая кадровая пехотная дивизия имела в своем составе кавалерийский полк из трех эскадронов). Численность японских войск достигала 270 тысяч человек, и они имели 1062 орудия и 200 пулеметов. То есть численность воюющих сторон в людях была примерно равной, но японцы имели 4-кратное превосходство над русскими в пулеметах. Бои же в Маньчжурии и под Порт-Артуром «результативно» продемонстрировали силу пулеметного огня.
Приближалось третье (после Ляояна и Шахэ) и последнее крупное сражение на полях Маньчжурии — Мукденское. Японское командование начало готовить его еще в ходе январских боев в междуречье рек Ханьхэ и Шахэ, когда японские силы стали сосредоточиваться для охвата правого фланга русской армии на Мукденской позиции.