20 декабря 1904 г. (2 января 1905 г.) во время русско-японской войны 1904-1905 гг. после длительной обороны японцам была сдана главная база Тихоокеанского флота России и штаб-квартира русских войск в Северо-Восточном Китае на Ляодунском полуострове – Порт-Артур.
В ночь на 27 января (9 февраля) 1904 г. отряд японских миноносцев атаковал русский флот на внешнем рейде Порт-Артура, однако высадить десанты японцам не удалось. Военные действия начались на суше с середины апреля 1904 г. когда в разных местах были высажены силы трёх японских армий: 1-й армии генерала Курски (45 тыс. человек) у Тюренчэна, 2-й армии генерала Оку у Бицзыво, 4-й армии генерала Нодзу у Дагушаня. Позже к ним присоединилась 3-я армия генерала Ноги. Оборону Порт-Артура возглавлял генерал А. М. Стессель, которому подчинялись все сухопутные и инженерные войска, а также крепостная артиллерия.
В мае 1904 г. Порт-Артур был отрезан японцами от Манчжурии.
Русская эскадра до 10 (23) августа несколько раз пыталась выйти в море, но, сталкиваясь с ожесточённым огнём японского флота под командованием адмирала Того, возвращалась обратно.
16 (29) августа японское командование направило в Порт-Артур парламентёра с предложением сдаться. Оно было отклонено, и 19 августа (1 сентября) начался штурм крепости. Лишь 5 (18) декабря, японцы, потеряв 8 тыс. человек, захватили господствовавшую над городом гору Высокую и начали обстрел запертой на рейде эскадры. 22 ноября (5 декабря) был потоплен эскадренный броненосец «Полтава», на следующий день, получив двадцать попаданий, затонул «Ретвизан». Спустя еще два дня по приказу командира затопили «Пересвет», в который попало десять снарядов; после двадцати трёх попаданий легла на грунт «Победа»; затонула «Паллада». 26 ноября (9 декабря) погиб «Баян», расстрелянный десятью снарядами.
После гибели эскадры положение крепости резко ухудшилось. 2 (15) декабря во время артиллерийского обстрела погиб организатор и вдохновитель обороны Порт-Артура генерал Р. И. Кондратенко.
20 декабря (2 января) после одиннадцатимесячной героической обороны начальник Квантунского укрепленного района генерал-лейтенант Стессель, вопреки мнению военного совета и решимости защитников Порт-Артура продолжать сопротивление, сдал крепость. Накануне капитуляции были уничтожены уцелевшие корабли, орудия, сожжены склады.
Героическая оборона Порт-Артура продолжалась 329 дней. Русские солдаты и матросы, оборонявшие крепость, проявили стойкость и невиданное упорство, приковав к себе стотысячную армию японцев и почти весь их флот. По разным данным потери японской стороны составили от 60 до 112 тыс. человек; значительные потери понёс и японский флот. Потери России составили примерно 30 тыс. человек.
Падение Порт-Артура предопределило дальнейший ход войны и поражение России, потерявшей флот и военно-морскую базу на Тихом океане. Японские войска, освободившиеся после захвата Порт-Артура, были использованы против русской армии в Маньчжурии. По Портсмутскому мирному договору 1905 г. арендные права на Порт-Артур перешли к Японии.
До конца Второй мировой войны Порт-Артур служил Японии военно-морской базой и плацдармом для проникновения в Маньчжурию. В августе 1945 г. город был захвачен советскими десантниками и после капитуляции Японии получил статус базы совместного использования СССР и Китаем. А в мае 1955 г. безвозмездно был передан Китаю в качестве акта дружбы.