爾後，俄軍大舉進攻吉林城，吉林將軍長順是個貪生怕死的投降派，當黑龍江危急壽山向他求援時，他坐視不救。此時大兵壓境，他急忙派員與俄軍議和，9月22日俄軍進抵城下，長順親率文武官員出城迎敵，為俄軍接風洗塵，吉林城不攻自破。於是整個吉林省陷於俄軍之手。俄軍大肆燒殺搶掠，奸淫婦女，許多城鄉一片廢墟，令人發指。
俄南路軍由佛萊舍爾少將率領，從旅順分陸路和海上向營口、海城、熊嶽、蓋平進犯。7月15日俄軍北攻海城，海城知縣鳳鳴和愛國將領承順率清軍和義和團2000人英勇抵抗，擊退俄軍，並消滅敵軍70多人。而後經多次激戰，俄軍也未能攻下海城，但承順卻壯烈殉國。8月4日沙俄米申科的“護路隊”進攻營口，營口海防同知劉朝均不戰而逃，部分清軍和義和團英勇抗敵，但寡不敵眾，營口失守。8月10日佛萊舍爾集中兵力分三路攻海城，守軍在從盛京趕來支援的統帥晉昌的指揮下頑強抵抗，至8月12日海城終於失守。
9月下旬南路俄軍2萬多人集結在遼南，後分兵三路向整個遼沈進犯，北路軍也南下增援，遼沈危在旦夕。9月23日佛萊舍爾攻牛莊，牛莊有守軍數千人，但盛京將軍增祺軟弱無能，下令撤出牛莊，俄軍緊迫不舍，致使守軍慘敗。9月26日俄中路軍和東路軍由海城向鞍山進犯，鞍山守軍先行撤出車站和北麵堡壘，待俄軍占領後伏兵四起，步兵和騎兵一齊殺向俄軍，米申科“護路隊”的兩個中隊被殲滅大半，一中隊長也被守軍擊斃。9月27日鞍山失守，守軍退至遼陽。9月28日俄軍攻占遼陽，盛京將軍增祺逃竄新民，文武眾官也各自四逃，晉昌見增祺已逃，隻得收拾餘部撤出盛京。10月1日俄軍在沒有任何抵抗的情況下侵占盛京，至此東北三省全部落入俄軍鐵蹄之下。
沙俄早就圖謀霸占我國東北並將其納入俄國版圖，即所謂“黃俄羅斯”計劃。俄軍占領我東北三省後，有些人便急於實施“黃俄羅斯”計劃，另有些人則認為為時尚早，況且在八國聯軍中俄國曾提出在華北撤軍和不占領一寸土地。如今自己打自己的嘴巴，在聯軍麵前也無法交待。於是決定也取法他國，扶植傀儡以建立殖民統治。10月下旬，俄軍找到投降派盛京將軍增棋，讓他與旅順俄方談判，他不敢貿然前往，便派會俄語的被革職到這裏的黑龍江道員周冕前往旅順。在俄方的威逼下周冕與沙俄簽訂了《奉天交地暫且章程》，增棋則在文件上畫了押。章程規定，名義上是將奉天交還中國，實際上則是通過傀儡政權把奉天變為沙俄的殖民地。為使殖民化擴大到整個東北三省，沙俄又出籠了《俄國政府監理滿洲之原則》，要求清廷授予駐俄公使楊儒以全權大使資格，在彼得堡與沙俄談判。1901年1月2日清廷迫於壓力隻得答應了這個要求。
楊儒是一位愛同外交官，他從1月4日於4月6日曆時三個月與俄財政大臣維持和外交大臣拉姆斯多夫分別會談22次。談判開始，俄方即首先提出要楊儒承認《奉天交地暫且章程》，楊儒當即指出，未經清政府允準，在俄軍威逼下被革職的官員與俄簽訂章程是非法的、無效的，明確表示不承認該章程，否則不能談判正約。楊儒義正詞嚴，此時沙俄又急於簽訂正約，隻得在1月23日廢除此章程而轉入正式談判。
在正式談判中，沙俄官員威逼利誘，耍盡手腕，但楊儒絲毫不為所動。俄方曾提出，楊儒如果應約，俄方可為他在彼得堡購置田地、房屋，以享天年。對此楊儒嗤之以鼻，他說：“我為中國辦事，中國利益我應爭一分是一分，方無愧我心，方為不負我職。”俄方又提出，中國隻有兩條道路可走，一是迅速在條約上畫押，一是與俄國決裂。楊儒毫不示弱，說寧肯決裂，清廷治罪於我，也決不出賣國家權益。當時清廷投降派李鴻章一再令他“酌量畫押”，但他不顧個人安危，決意不執行清廷的賣國指令，顯示了隻身於異國他鄉的一位愛國使者的高風亮節。在談判中楊儒不慎摔成重傷，一病不起，但他不辱使命，得到了國內愛國人士的積極聲援。最後談判決裂，這是中國近代外交史上第一次沒有在屈辱條約上簽字的談判。楊儒的愛國主義精神中國人民永遠銘記在心。