22 июля ихэтуани и части китайских регулярных войск атаковали русский поселок. Русские отразили атаку дружным ружейным огнем. Канлодка «Отважный» открыла огонь по городу, а «Гремящий» — по глинобитному форту в устье реки Ляохэ. В тот же день из Порт-Артура подошло подкрепление.
Бомбардировка 9-дюймовыми снарядами вызвала в Инкоу панику. Полторы тысячи солдат регулярных войск бросились бежать. К вечеру того же дня, 22 июля, город был взят, и над ним поднят Андреевский флаг. В ходе боев русские потеряли 4 человека ранеными, а убитых не было вовсе.
23 июля в Инкоу на крейсере «Забияка» прибыл адмирал Е. И. Алексеев. 27 июля он подписал «Положение о временном Императорском Российском управлении портом Нючжуана». Поэтому положению гражданская власть отделялась от военной, комендантом назначался К. К. Клапьеде Колонг, градоначальником — А. Н. Тимченко-Островерхов. Положение состояло из 12 пунктов, согласно ему градоначальник Инкоу назначался главным начальником Квантунской области и утверждался высочайшей властью. При градоначальнике утверждался совещательный орган — совет, в который входили коменданты, консулы, по представителю от иностранных торговых фирм и китайских торговых палат, таможенный комиссар и заведующий санитарной частью. При градоначальнике также образовывалась Дума из местного купечества «для выяснения нужд городского и торгового населения». В положении говорилось, что суд в городе должен руководствоваться кодексом смешанных судов в Китае, консульская юрисдикция сохранялась. Китайцы, обвиняемые в тяжелых преступлениях, подлежали ведению русского военного суда. Для организации городского управления российское правительство выдавало аванс, который должен был погашаться за счет местных налогов. Инкоу стал крупной базой русских войск, по крайней мере до марта 1902 г.
Наиболее важным событием в войне в Маньчжурии стала оборона Харбина. Недалеко от Харбина находились два китайских города. Хулачен был расположен за рекой Сунгари в 17 верстах к северу от Харбина, а город Ашихэ (Ажехе) — в 20 верстах юго-восточнее Харбина.
Местные военачальники были особенно агрессивно настроены по отношению к русским. По инициативе маньчжурского полковника, командовавшего войсками в Хулачене, там было сформировано ополчение из ихэтуаней. С 26 июля «боксеры» регулярно маршировали по улицам города, выполняли групповые занятия гимнастикой и фехтованием. Русских в Хулачене не было. Зато в противовес русским там обосновалось несколько католических миссий. На них-то и обрушился гнев «боксеров». Католические храмы были сожжены, несколько западноевропейских миссионеров и китайских католиков убито, а два миссионера — Монье и Рубэн — бежали в Харбин, а оттуда перебрались в Россию.
Служащие КВЖД и русское население покинули полосу отчуждения железной дороги и сосредоточились в Харбине. Из Харбина население стало эвакуироваться на пароходах. По пути китайцы обстреливали русские пароходы. Так, на пароходе «Одесса» при обстреле 5 июля был убит инженер-путеец, ранены три женщины и маленькая девочка. На пароходе «Воевода Толбузин» ранен матрос и женщина-пассажирка.
До начала боевых действий все, кто хотел уехать из Харбина, были эвакуированы. К этому времени закончилось отступление с железной дороги. В Харбине оставались около двух тысяч человек Охранной стражи, около тысячи запасных нижних чинов с КВЖД (из них создали 4 роты, вооруженные берданками, — полицейская, пожарная, музыкальная и «вольная Осетинская дружина», состоявшая в основном из кавказских мусульман) и около тысячи безоружных мужчин, женщин и детей. Командовал Харбинским отрядом А. А. Гернгросс.
9 июля цицикарский губернатор Шоу Шань отправил телеграмму А. И. Юговичу, которая означала объявление войны. Замечу, что Шоу Шань сделал это в инициативном порядке. Императрица Цыси наоборот призывала власти в (Маньчжурии к осторожности в отношениях с русскими. 9 июля маньчжурские власти получили из Пекина депешу, где говорилось: «Когда в означенной провинции дойдет дело до открытого столкновения, то надлежит вперед выставить Большой кулак (ихэтуаней), нам же нет надобности явственно развертывать своих знамен и значков. Тогда только в будущем, когда обстоятельства потребуют к обсуждению, мы с этой стороны не натолкнемся на затруднения».
9 июля Шоу Шань отдал приказ о наступлении на русских. 12 июля китайские войска выступили из Хулачена. 13 июля в 4 часа утра китайские войска численностью более двух тысяч человек при двадцати пушках двинулись на штурм Харбина. К 10 часам утра китайцы выбили русских из Затона на другую сторону Сунгари.
Другой китайский отряд численностью до двух тысяч человек в ночь на 13 июля переправился через Сунгари выше Харбина и повел наступление на кирпичный завод, на станцию, на Новый город и на Пристань. Гернгросс решил основные силы защитников Харбина сосредоточить на Пристани. В 8 часов утра 13 июля китайцы заняли кирпичный завод, находившийся в двух верстах западнее Нового города. Здесь они установили четырехорудийную батарею и начали обстрел Пристани и Нового города. Китайская пехота пошла в атаку на эти районы и на железнодорожную станцию. От Пристани китайцы отступили, а около Нового города, куда Гернгросс послал подкрепление, завязались бои. Китайцы заняли железнодорожный мост, депо, дровяные склады. В это время, после 11 часов, две сотни охранной стражи из Старого города неожиданно зашли с фланга к китайцам, и те начали отступление. Китайские войска отошли к винокуренному заводу южнее города. Русские штурмом овладели винокуренным заводом, где ими было убито около четырехсот китайцев. Судя по всему, большинство китайцев были безоружными ихэтуанями.
К трем часам дня 13 июля битва за Харбин закончилась. По русским данным, китайцы потеряли до 800 человек убитыми. Русским удалось захватить три китайские пушки, до этого в Харбине артиллерии не было. В 16 часов отбитые орудия при общем ликовании перевели на Пристань, и в тот же вечер из них выпустили несколько гранат по китайским войскам, занимавшим Затон.
В последующие дни китайцы продолжали обстреливать Харбин. Поручик Пявко-Доценко и сотник Казаркин обратились к Гернгроссу с просьбой разрешить им с несколькими добровольцами ночью переправиться в Затон и попробовать отбить китайскую батарею, поставленную на насыпи железной дороги. Реализация этого плана была отложена до следующей ночи. Но в 5 часов вечера 14 июля, выпустив несколько снарядов по Пристани, китайцы подожгли Затон и поспешно отступили.
Последующие дни прошли в разведке и ожидании нового нападения. Китайские войска держались в отдалении от Харбина, но все время получали свежие подкрепления. Окопы на Пристани были усилены, перед ними возвели искусственные препятствия. Но в течение всей следующей недели нового наступления не было.
21 июля в 5 часов вечера от разъездов 1-й сотни было получено первое донесение, что на Сунгари показались дымки идущих к Харбину пароходов. Через некоторое время на реке появилась целая флотилия. Это был Хабаровский отряд, шедший на выручку Харбину. В 8 часов вечера под звуки музыки и громкого «ура!» выстроенных вдоль берега частей гарнизона к Пристани причалил первый пароход, и на берег сошел командующий отрядом генерал В. В. Сахаров.
А на утро следующего дня, 22 июля, в Харбин вошли две конные сотни охранной стражи под командованием полковника Денисова, проделавшие переход в 550 верст.