Отбыв ценз командования ротой, Деникин был назначен старшим адъютантом Штаба II-го кавалерийского корпуса. В большинстве своем офицерские должности службы Генерального Штаба предполагали больше канцелярской работы, чем управления войсками. Судя по воспоминаниям современников Антона Ивановича, он сугубо штабной работой всегда тяготился и стремился полученные в Академии знания применять в строю. Еще в июле 1900 года капитан Деникин подал рапорт о командировании его на Дальний Восток, где шла «Китайская кампания». Просьбу отклонили. С объявлением манифеста о войне с Японией Деникин тотчас же вновь подал рапорт о командировании его в Действующую Армию. Но лишь с третьей попытки он получил распоряжение о назначении его в Заамурский округ Пограничной стражи. 5 марта 1904 года капитан Деникин прибыл в Харбин.
Явившись в Штаб округа, Деникин получил назначение на должность начальника Штаба 3-й Заамурской пограничной бригады, но, несмотря на то, что это было значительным повышением по службе (как правило, такую должность занимали в чине полковника), Антон Иванович искал любую возможность попасть на фронт: задачи Пограничной стражи были ограничены лишь охраной железных дорог.
28 марта 1904 года Деникин был произведен в подполковники, а в октябре представился и случай принять участие в боевых действиях. Деникину предложили занять место раненого начальника Штаба Забайкальской казачьей дивизии. Дивизией командовал генерал П. К. фон Ренненкампф, о котором шла солдатская молва как о храбром и боевом военачальнике.
19 ноября в столкновении с японцами у деревни Уйцзыюй генерал Ренненкампф поздравил своего нового начальника Штаба с боевым крещением, а спустя пять дней Деникин возглавит авангард в Цинхеченском бою. Это будет его первый опыт самостоятельного командования отрядом, состоявшим из полутора батальонов, четырех сотен казаков и горной батареи. В течение пяти дней Деникин отбивал атаки японцев, поднимая иногда своих солдат в штыки. В историю Русско-Японской войны впоследствии войдут названия сопок, где особенно ярко проявился русский героизм. Одна из них будет названа Деникинской.
В Мукденском сражении подполковник Деникин принял участие в должности начальника Штаба Урало-Забайкальской казачьей дивизии. Русские войска сражение проиграли, но даже в условиях командной неразберихи сохранили организацию и моральную стойкость.
Урало-Забайкальская казачья дивизия входила в состав большого конного отряда генерала П. И. Мищенко, особенно прославившегося в известном набеге в тыл японцев и в деле у Санвайзы 20 и 21 мая. В отряде Мищенко Деникин принял участие и в последнем бою Русско-Японской войны под Санвайзой 1 июля 1905 года, отличившись при штурме опорного пункта неприятельской позиции и разгроме батальона японской пехоты. За боевые