Многодневные бои под Мукденом протекали в пространстве, которое по характеру поверхности может быть подразделено линией железной дороги на две части: западную — равнинную и восточную — гористую. К западу от железной дороги и в полосе этой дороги местность ничем не отличается от описанной уже в Тахэйской операции: равнина с множеством поселков с глинобитными домами, окруженными такими же заборами. Обилие разбросанных здесь очень похожих друг на друга селений затрудняло обзор и обстрел. Каменные кумирни и китайские кладбища могли служить удобными опорными пунктами. От деревни Мадяну через Салинпу тянулась железнодорожная насыпь, сопровождаемая песчаными буграми. В свое время эта насыпь была 5-м Сибирским корпусом приспособлена для обороны. Севернее Мукдена находились так называемые Императорские могилы, густо поросшие деревьями. Равнинная местность была покрыта мерзлыми стеблями остатков гаоляна. К востоку от железной дороги местность, пересекаясь рядом хребтов и их отрогами, была слабо заселена и бедна дорогами. В своем протяжении на восток хребты становятся все менее проходимыми и восточнее линии Фушун — Бенсиху приобретают труднодоступный характер, представляя возможность движения по весьма ограниченным путям. Японцы пользовались здесь для движения тремя главными направлениями: от Цинхэчена через Далинский перевал на Фушун, от Гаотулинского перевала через Шихойчен на Фушун и от Баньяпузы через Кандолисан на Шнисапгоу. Река Хуньхэ была покрыта льдом, но лед уже не являлся надежным. Крутые берега местами были приспособлены для переправы. Еще с мая 1904 года по распоряжению Куропаткина начали строиться укрепления для прикрытия направлений на Мукден, и к началу Мукденской операции здесь уже имелись четыре укрепленных позиции. В первой линии оборонительных сооружений Шахэйские позиции тянулись на протяжении около 90 км, начинаясь от Сыфантая, через Чжантань, Халянтай и далее по берегам реки Шахэ через Лазегоу до Гаотулинского перевала. Деревни на фронте этих позиций были приведены в оборонительное состояние, построены редуты, люнеты, батареи с расположенными перед ними искусственными препятствиями в виде колючей проволоки, засек и фугасов. Севернее Шахэйской позиции проходила Мукденская позиция протяжением около 13 км. Эта позиция состояла из ряда фортов, редутов, реданов и люнетов и, начинаясь от деревни Лануа, проходила через деревни Янзудянза, Тидявань, Юйшутай и Инпань к деревне Теянтунь. Названные деревни были приспособлены в обороне. Все опорные пункты были окружены проволочными заграждениями и волчьими ямами. За флангами этой позиции был возведен ряд укреплений.

Для задержания противника на случай отхода была подготовлена Телинская позиция, огибавшая город с юго-западной, южной и восточной сторон. Эта позиция также имела ряд фортов, редутов и люнетов, впереди которых были устроены искусственные препятствия. Вторая линия обороны у Телина была возведена уступом за правым флангом главной позиции. Наконец, Каулитуньская позиция предназначалась для обеспечения переправ через реку Ляохэ у деревни Каулитунь. Обход левого фланга русских обеспечивался Цинхэченской позицией, преграждавшей единственный колесный путь из Цзянчанского района к Далинскому перевалу и тропу, проходившую от Цинхэчена через Сяопапинлинский перевал на север. Позиция у Яцзылинза преграждала пути, проходящие через Малинский, Яцзылинский и Силинский перевалы. Таким образом, на путях своего наступления японцы встречали укрепленные позиции, которые не имели глубины, причем обход их облегчался загнутым расположением флангов главной группировки русских.

На правом фланге японского фронта стояла вновь сформированная неожиданно для русских 5-я армия Кавамуры, объединившая 11-ю дивизию, переброшенную сюда из 3-й армии Ноги и одну резервную дивизию. Сосредоточенная у Цзянчана 5-я армия силой около 30 000 человек и 84 орудий составляла уступ за правым флангом 1-й армии Куроки, которая располагалась на фронте Уйнюнин — Хэшэгоу в составе 2-й, 12-й, гвардейской дивизий и двух гвардейских бригад, насчитывал около 60 000 человек и 150 орудий. Левее 1-й армии до Линшинпу тянулась армия Нодзу в составе 10-й и 6-й дивизий и 3, 10 и 11 резервных бригад общей силой до 50 000 человек и 204 орудий. На фронте от Линшинпу до реки Хуньхэ располагалась 2-я армия Оку, в состав которой вошли 4-я, 5-я и 8-я дивизии и усиленная резервная бригада Тамиоко — всего около 50 000 человек и 200 орудий. Уступом за левым флангом 2-й армии в районе Сяобейхэ — Тасалин скрытно сосредоточилась 3-я армия Ноги из 3-й, 9-й дивизий и резервной бригады, составляя около 45 000 человек и 268 орудий. Левый фланг 3-й армии прикрывался 2-й кавалерийской бригадой Тамуры, заменившего Кагата. В районе Шилихэ — станция Яптай сосредоточен был резерв Ойямы — 3-я и 16-я резервные резервная бригады, всего около 25 000 человек. Силы японцев перед началом Мукденской операции достигали 240 000 человек, 684 орудий и 180 пулеметов.

Плотность расположения японских войск на фронте длиной 110 км — 2150 человек и 8,5 орудий на 1 км — не превышала плотности общего фронта русских, растянувшихся на 150 км и имевших 2200 человек и 8 1/2 орудий на 1 км.

Если кордонное расположение русских войск отражало пассивно-оборонительную идею русского командования с полным отказом от сосредоточения, которое не приводило к победам в предшествующих боях, то группировка японцев отражала идею охвата главной группировки русских, что являлось лейтмотивом оперативного искусства японского командования на всем протяжении войны.