辽阳会战中俄军虽然战败，但损失不大，又有9个师的援军到达，为挽回败局，库罗巴特金从1904年10月4日开始投入22万兵力向辽阳发起反攻，5日渡过沙河。日军也得到了补充，迅速迎战。双方在沙河一带鏖战10天，日军转入反攻，17日俄军退回到沙河北岸。此役俄军伤亡4.1万人，日军伤亡2万余人。会战后双方都暂时丧失进攻能力而转入防御。