奉天会战结束后，满洲军总司令部即认为应当与俄国进行和谈。1905年3月23日，参谋总长山县有朋写《政战两略概论》，对奉天会战后的形势作了分析。他指出：俄军虽然连遭挫败，其本土尚有强大兵力；日军虽然连获大胜，其兵力则已告罄。俄国将校损失不大，日本已损失大批军官，不易补充。如果继续打下去，“则以往之赫赫战果或将半归泡影。”俄国因为国内爆发革命，加以两支舰队被歼，也难以继续作战。英美等国支持日本是为了削弱俄国，并不希望日本过于强大，更不愿日本独霸远东，恰如有本书所说：“英国一向作较弱的强国的朋友，是为了把较强的强国削弱到不足以危害英国的程度。”总之，结束战争的条件成熟了。5月，日本政府训令驻美公使请美国总统西奥多·罗斯福出面调停，罗斯福欣然同意。8月9日，日俄和谈会议在美国的朴次茅斯召开。俄国态度强硬，声称：“不支付一戈比赔款，不割让一寸土地。”日本在谈判之前，和美国已就朝鲜问题缔结秘密协定。日军又在7月间占领库页岛，这一行动加强了它在谈判中的地位。9月5日，朴次茅斯和约签字。其主要内容有：（一）俄国承认日本在朝鲜的独占利益。（二）俄国自中国东北撤兵，除辽东半岛外，东北的一切地方均交还中国。
（三）俄国将辽东半岛（包括旅顺、大连）的租借权、南满铁路（长春至大连）及有关特权均无偿转让给日本。（四）以北纬50度为界，将库页岛南部让给日本。