Необходимость защиты, в первую очередь, военно-морской базы в Порт-Артуре и недостаток войск в Квантунской области для подавления боксерского восстания привели к тому, что сюда стали переводить части Приамурского военного округа. Так, в июне и июле 1900 г. отправились в Квантун и Лечили 16 батальонов, 38 орудий, сотен казаков, 2 саперные роты и 2 1/2 железнодорожные роты. В начале июня китайцы стали нападать на охранную стражу, русских служащих и рабочих КВЖД. Затем беспорядки охватили почти всю Маньчжурию, а отголоски их раздавались даже в Монголии и Кульдже.
Ослабление сил Приамурского округа ухудшило положение России в Северной Маньчжурии и в приграничной полосе, так как, за исключением Харбина, китайцы захватили все полотно строящейся железной дороги. Затем от имени правительства Китая цзянь-цзюни (генерал-губернаторы) трех провинций Маньчжурии объявили войну России и потребовали прекращения постройки дороги, а также удаления охранной стражи и рабочих. Ответом Петербурга стало высочайшее повеление от 26 июня 1900 г. о вступлении войск в Маньчжурию.
Затем, 11 июля того же года, все войска Дальнего Востока и вновь туда посылаемые свели в четыре армейских корпуса (I, II, III Сибирские и Десантный). Кроме того, в Приамурском округе разворачивались батальоны 2-й линейной бригады, а затем и 1-й линейной бригады (в 2-батальонные стрелковые полки). Во Владивостокской крепости пехотный полк развернули в два 2-батальонных крепостных полка и вновь сформировали четыре запасных батальона. Однако из-за малой пропускной способности Сибирской железной дороги и речного флота Амура до прибытия этих подкреплений войскам Приамурского округа пришлось обходиться собственными силами.
Для удобства управления войсками Маньчжурию разделили на две части: северную — до условной линии, проходящей через железнодорожную станцию Телин, в которой действовали войска Приамурского военного округа генерал-лейтенанта Гродекова; и южную (войска Квантунской области) вице-адмирала Алексеева.
Для того чтобы вернуть под свой контроль КВЖД, кроме организации обороны Амура, предстояло построить военные дороги вдоль реки Шилка к Покровке, по Забайкалью от Сретенска к Хайлару, от Кайдалова на Хайлар и Цицикар и участками от Харбина к станции Пограничной, а также создать плавучие средства для сплава войск вниз по Шилке и затем по Амуру.
С началом боев Приамурский округ мобилизовал 53 батальона, 48 эскадронов и сотен, 18 пеших и конных батарей. Из них, за вычетом отправленных в Китай и Квантунскую область, осталось 36 батальонов, 40 эскадронов и сотен, 12 пеших и конных батарей. Одновременно с мобилизацией в обоих Сибирских округах шло формирование 16 запасных батальонов, 5 конных и пеших сотен казаков и различных тыловых структур. Сверх того, в двух округах Приморской области организовали народное ополчение из 30 пеших русских и 2 корейских сотен (суммарно 4131 человек).
Предполагаемая общая численность китайских сил в Маньчжурии (войска и милиция) простиралась до 100 000 человек.
Русские начали бои в Северной Маньчжурии для быстрого продвижения к Харбину, где под командованием генерал-майора Гернгросса собрались охранная стража и рабочие железной дороги. Для их выручки сформировали Харбинский отряд генерал-майора Сахарова, состоявший из: Хабаровской колонны генерал-майора Алексеева и Благовещенской колонны полковника Багенского, соединившейся у станицы Михайлово-Семеновской и отсюда на баржах и буксирных пароходах двинувшейся к Харбину;
Никольского отряда полковника Чижа, шедшего от станции Пограничной к Муданцзяну и охранной стражи из 7 рот и 18 сотен генерал-майор Гернгросса.
Генерал Сахаров 2 июля получил приказ деблокировать и укрепить Харбин.
Кроме того, для захвата Хайлара начал формироваться отряд генерал-майора Орлова, имевшего задачей организовать промежуточную базу и занять линию строящейся железной дороги до Хингана.
Между тем китайцы 1 июля обстреляли пароход «Михаил», следовавший с боевыми припасами в город Благовещенск. Хотя судно благополучно пришло в город, но были ранены: пограничный комиссар, подполковник Кольшмит, 4 казака и 2 лоцмана. В это время в Благовещенске оставалось всего 1300 пехотинцев, 6 казаков и 8 орудий. Тогда как на китайском берегу Амура находилось: 2500 пехотинцев и 6 орудий; в Айгуне 500 человек пехоты и 2 орудия; в Сахалине 200 человек; в Махо и по Амуру до 3000 человек китайского гарнизона. Кроме этого прибывали подкрепления из Цицикара.
Учитывая особую важность Амура, для выручки Благовещенска и защиты единственной речной коммуникации Дальнего Востока Петербургу пришлось сформировать три специальных отряда:
Хабаровский полковника Сервианова — 3 батальона, 1 сотня казаков, 8 орудий;
Сретенский полковника Шверина — 2 батальона, 1 сотня казаков, 16 орудий.
Забайкальский генерал-майора Ранненкампфа — 4 батальона, 2 сотни казаков, 18 орудий.
К счастью, китайцы не отважились на решительные действия. И русские к 20 июля в Северной Маньчжурии заняли на железной дороге станции Харбин, Хайлар, Муданцзян и Хунчун. Затем удалось разбить войска Китая, угрожавшие Благовещенску.
Между тем Хабаровская колонна, соединившись с Благовещенской, двинулась по реке Сунгари на 26 пароходах и 40 баржах. Эта огромная эскадра 4 июля достигла Лaxacycy, затем высадившиеся войска без боя заняли город и подняли русский триколор.
Военные действия на Сунгари начались 5 июля. Из Харбина спускался пароход «Одесса» с двумя баржами на буксире, на которых везли служащих железной дороги с их семьями. Китайцы обстреляли суда. На следующий день «Одесса» встретила у Фугдина эскадру генерала Сахарова. Части Харбинского отряда 10 июля подошли месту, где обстреляли пароход «Одесса» и высадили карательные партии, которые сожгли прибрежные села. На следующий день отряд взял укрепленный лагерь и крепость Баянту, захватив 11 пушек (в том числе 5 крупповских). Затем 14 июля русские взяли и сожгли город Сан-син. Отсюда до Харбина оставалось 213 км, и этот путь удалось пройти без задержек. Весь 707-километровый переход продолжался 18 дней.
К Харбину русская эскадра подошла 21 июля, где её встретила охранная стража, отбившая два нападения китайцев. Теперь в Харбине, под командованием генерала Сахарова, сосредоточилось около 6000 человек при 22 орудиях. Русские укрепили город, а разъезды казаков пытались установить связь с Никольским отрядом. По реке Сунгари стали свободно ходить русские пароходы.
Хайларский отряд казаков генерала Орлова (Верхнеудинский конный полк, 2 пеших батальона, 1 конноартиллерийская батарея Забайкальского войска) собрался у Абагайтуя. Позже отряд усилили 3 сотнями и 1 ротой охранной стражи и 2 батальонами Читинского и Сретенского пехотных полков.
Хайларский отряд 12 июля перешел границу Маньчжурии, а 17 июля у железнодорожной станции Ангунь атаковал 5000 соединение Китая, которое разбил, при этом казаки захватили 2 орудия. Китайцы бежали к Цицикару, и станичники заняли Хайлар без боя.
Переход русских войск на правый берег Амура у Благовещенска позволил генералу Гродекову сформировать конный отряд генерала Ренненкампфа (4 сотни казаков и 2 орудия Забайкальского артиллерийского дивизиона), который 24 июля выступил на Мерген. Затем в помощь Ренненкампфу решили двинуть все свободные конные части, 3 батальона Сретенского полка, 2 батальона Читинского полка и 14 орудий Забайкальского артиллерийского дивизиона. Отряд должен был захватить Мерген, удобную промежуточную базу на пути к Цицикару.
25 июля генерал Ренненкампф нагнал отступавшие войска Китая, преследуя их до села Эюр. Здесь китайцы, получив значительные подкрепления, перешли в контрнаступление и стали охватывать Ренненкампфа с обоих флангов. Атаки казаков и огонь артиллерии заставили китайцев отступить. Станичники потеряли убитых: 2 офицера и 10 казаков; раненых: офицер и 24 казака. Санчжан Ренненкампф занял 27 июля и стал готовиться к переходу через хребет Хинган.
Никольский отряд полковника Чижа генерал Сахаров отправил к военному губернатору Приморской области генерал-майору Чичагову. И 5 июля отряд расположился у станций Муданцзян и Пограничная, где вел бои с китайцами.
Из-за малочисленности Никольского отряда продолжать работы на железнодорожной линии западнее Муданцзяна до взятия Нингуты стало невозможным. Поэтому генерал Гродеков приказал усилить его войсками Новокиевского района, где сформировали отряд генерал-майора Айгустова, который, овладев 17 июля городом Хунчуном, ушел на соединение с Никольским отрядом и принял командование