Tras su derrota en la batalla de Tashihchiao, el 2.º Cuerpo de Ejército Siberiano se retiró a la ciudad de Hsimucheng. El general Zasulich tenía a su mando un total de 33 batallones y 80 piezas de artillería, pero estaban situados en una posición muy expuesta en terreno montañoso.
Las dos fuerzas chocaron a las 2 horas de la madrugada del 31 de julio de 1904, con la 10.ª División japonesa y una brigada de reserva realizando un asalto frontal directo contra las posiciones rusas, mientras la 5.ª División flanqueaba por la izquierda pata amenazar la línea de retirada rusa.
Las fuerzas rusas aguantaron tenazmente, a lo largo del día y de la noche, los ataques de fuerzas niponas. La 5.ª División japonesa se sumó al combate junto a un destacamento de la 3.ª División del 2.º Ejército Japonés mandado por el General Oku Yasukata, lo que colocó a los japoneses en una posición propicia para envolver a las fuerzas rusas. A las 23 horas del 31 de julio de 1904, el General Zasulich dio la orden, enviada por el General Alexei Kuropatkin, de retirarse hacia Haicheng, y los 2.º y 4.º Ejércitos Japoneses tomaron las posiciones para seguir empujando hacia el norte, rumbo a Liaoyang.
La batalla de Hsimucheng costó a los rusos 1550 bajas, y las fuerzas japonesas sufrieron 836.
