旅顺是俄国在远东攫取的唯一的不冻港，是太平洋分舰队的主要基地。整个日俄战争期间，始终贯穿着双方对这一战略要地的争夺，实质上是争夺对战争全局具有决定意义的制海权。旅顺港的内港较狭窄，水浅，只有一个出入口。大型战舰只能在涨潮时出入内港，而且要有拖船牵引。俄方制订的要塞设防计划，原定到1909年完成。战争爆发时，守军(地面部队)只有1.21万人，炮116门(计划规定418门)。太平洋分舰队主力常驻该地，很少出海训练，舰炮和要塞从未进行过联合演习。港内没有舰艇维修设施。
1904年2月5日，日方决定同俄国断交同时，日本天皇即指示开始军事行动。日本联合舰队司令东乡平八郎，于2月6日0时召集下属指挥官，传达天皇的决定，并且命令全舰队开赴黄海，分别攻击停泊在旅顺和仁川(济物浦)的俄舰。
在这个关键时刻，俄国官兵仍处于和平麻痹状态。太平洋分舰队停泊在旅顺外港，舰艇警戒仍执行“平时规定”，已经决定采取加强警戒的补充措施，但要到1904年2月10日才开始执行。夜间不打开防雷网，却以军舰上的探照灯把内港的出入口照得通明。总督阿列克塞耶夫及其亲信知道日俄谈判破裂的消息，但没有采取应变措施。直到日军偷袭旅顺前几小时，舰队参谋长威特赫夫特将军还说“战争打不起来”。
1904年2月8日白天，1艘英国汽船驶进旅顺，日本驻旅顺领事立即撤侨。阿列克塞耶夫等高级将领对此也等闲视之。在彼得堡只有个别人注意到战争的征候。例如喀琅施塔得港口司令马卡罗夫，他于1904年2月8日专门致函海军部，提请该部注意旅顺舰队的危险处境，建议将舰队开进内港。信中说，如不采取这个措施，“则我们将被迫于首次夜间突袭之后这样作，那就要为这个错误付出重大代价了”。然而，直到日军开始攻击时，俄国舰队仍在外港，而且没有采取必要的防护措施。
此时，日本东乡舰队正向旅大方向开进：3支驱击舰小队准备攻击旅顺口的俄国舰队，另外8艘驱击舰开往大连方向。1904年2月8日午夜，在海岸灯塔和俄舰探照灯光照射下，日舰盯住俄国舰队，在近距离上发射了16枚鱼雷，其中3枚命中目标，重创俄国最好的舰只3艘，揭开了战争的序幕。爆炸声和炮声惊动了整个旅顺。当时俄国舰队军官正在城里举行晚宴，庆祝舰队司令施塔克将军夫人的命名日。要塞内不知道港湾里出了什么事。司令部查问，下面回答说是实弹射击。直到黎明时发现港口附近被击中的船骸，才真相大白。
1904年3月上旬，俄国新任太平洋分舰队司令斯捷潘·奥西波维·马卡洛夫到职，采取了一系列紧急措施，加强了旅顺舰队的行动。首先，他决定在辽东半岛沿海地区布雷，防止日军登陆并从后面威胁旅顺基地。同时改善旅顺港口的防御，加紧修复被打坏的舰艇，经常派遣舰队出海活动，加强战备训练。他还命令海参崴舰队在日本海积极袭扰日军海上交通线，以便分散日方对旅顺的压力。1904年3月22日，马卡罗夫率领舰队出海挑战，1904年4月13日，马卡罗夫因所乘军舰于返回基地途中触雷毙命。新任司令威特赫夫特不再采取积极行动。
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