1904（明治37）年６月大本営の指揮下に作戦軍の高等司令部として設置された。総司令官には大山巌が、総参謀長には児玉源太郎が就任した。第1軍、第2軍、第3軍、第4軍、鴨緑江軍、遼東守備隊が隷下に属した。設置の背景には、複数の軍と独立師団が遼陽に向けて分進合撃作戦を行う段階で、これらの兵力を統一的に指揮運用するという狙いがあった。8月の遼陽会戦、10月の沙河会戦、1905年１月の黒溝台会戦、３月の奉天会戦を指揮した。同年9月の日露講和条約（ポーツマス条約）を経て、12月に帰還した。

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「１０月２２日着電 沙河会戦に於ける戦利 満洲軍総司令部」Ref：C06040956400、「１１月２５日満洲軍総司令部凱旋次第概況」Ref：C06041061400。