在八國聯軍入侵中國的同時，沙俄也以鎮壓暴亂、保護鐵路為藉口，調集了十七萬大軍，於1900年7月底，大舉侵入我國東北。旅順的沙俄第五軍也沿路北上，一路燒殺，無惡不作。在這種形勢下，盛京將軍增祺下令逮捕殺害了瀋陽義和團首領劉喜祿、張海等人，同時致函各國駐營口領事和俄國將軍，要求停戰求和。沙俄並不理會增祺的求和要求，繼續加緊攻勢。雖經各地愛國軍民頑強抵抗，但東三省主要城市和交通線還是很快被俄軍佔領。
9月30日傍晚，一支由300名哥薩克騎兵組成的先頭部隊首先進入瀋陽城。第二天，俄國大部隊陸續進城。俄軍南路軍總司令蘇鮑季奇把自己的住處安排在盛京皇宮（今瀋陽故宮）。俄軍佔領瀋陽城後，大肆洗劫瀋陽城。在城郊，俄軍四處騷擾，“翻取財物，掠搶婦女”，農民不敢回鄉種地。
在沙俄佔領瀋陽期間，他們把司令部設在皇宮內，時間長達兩年半之久，不僅使大清王朝蒙受了巨大的恥辱，也使這座二百餘年的皇宮受到了很大的損失。經事後盛京內務府官員清點，在俄軍佔領期間，宮內丟失和損壞的藏品多達一萬件以上。僅翔鳳閣就缺失大小銀錠八千個，共重六千兩;各種金器、金錠、金條等總計達萬兩以上。東七間樓缺失各項瓷器共六千三百多件，西七間樓缺失書籍墨刻等項共五百四十多件。此外，宮內供奉、尊藏的歷朝帝后玉冊、玉寶、《玉牌》、《實錄》等亦有丟失。
在俄軍佔領瀋陽期間，城內許多古建築也遭到破壞，如西塔延壽寺山門、天王殿、經堂等建築即被俄軍炮火燒燬。在此期間，一隊俄軍，荷槍實彈闖入昭陵，狂亂射擊。他們見大門緊閉，敲門不開，即砸開大門，強行進入陵寢。
昭陵總管衙門滿洲八旗防禦錫特恆額正在守陵，見侵略者強行闖入皇家禁地，悲憤欲絕，竟然在侵略者面前以“自縊”來表示抗議。錫特恆額家中只有一女，正值芳齡，聽到父親為國盡忠的噩耗，也投井自盡。父女雙雙以生命抗禦沙俄的故事，一時在盛京廣為流傳。
禍不單行，俄軍撤出瀋陽不到一年，又爆發了日俄戰爭。日俄戰爭是俄國的“遠東政策”與日本的“大陸政策”相互衝突的必然結果。是兩個帝國主義為了爭奪中國東北和朝鮮，在中國的領土上展開的一次較量。而腐敗無能的清政府竟然宣佈“局外中立”，允其將遼東作為戰場。這場戰爭給東北人民帶來了深重的災難。
瀋陽是日俄戰爭的主要戰場，1905年2月19日至3月10日的奉天會戰是開戰以來規模最大的陸軍大會戰，日俄雙方估計有一百萬士兵投入了戰鬥，傷亡佔總數的四分之一;投入火炮二千餘門。戰爭在瀋陽及其周邊二百里的範圍內展開，戰火遍及瀋陽四周農村和城鎮，無數發炮彈、槍彈落在瀋陽城周圍，有的村莊被夷為平地，有的山頭被削平了;人民“陷於槍煙彈雨之中”，無數生靈被塗炭，“城鎮鄉村人民房屋財產無不波及損失”。侵略軍每到一處，“搶掠姦淫，無惡不做，婦女因此喪命的不知多少”。
奉天府尹在“道上遇見窮民數十次，有四五十一夥的，有一百多一夥的，來攔輿含冤，哭聲震地”。城南魏家樓子是主戰場之一，日俄兩軍在這裡激戰七天七夜，村中房屋多被炮火擊毀，或被拆毀去構築工事。雙方都來搶糧、拉夫，交不出糧食、來不及走脫者多被殺害。離城約十里的一個村莊，因為沒有執行俄軍徵糧的命令，被誣為通日，七十餘人慘遭殺害。
戰爭使“奉天府、遼中等州縣，竟至死亡山積，十室九空”。從戰爭焚燬的農村逃亡的大量難民如潮水般湧入城市，據統計，逃入奉天的難民總數達九萬人。無家可歸的狗竟以死人為食，變得像兇猛的野獸一樣。“另外，由於戰爭，滿洲大地上的景觀也發生了很大的變化，最明顯的是樹木消失了。從前，每隔數百碼就會看到的白楊、松柏和柳樹叢，現在都不見了，舉目四望，都是光禿禿的大地(《奉天三十年》)。”
盛京城內的損失更大。俄軍在守城時，向各店鋪索要財物及酒肉供給。日軍佔領後，一千三百六十六戶商店被迫向日軍“獻納糧秣費白銀十萬兩，致使全城商店的總資本額減至五萬五千兩，因而影響到各錢莊、銀號發行的錢票貶值或難於流通”。城內許多官房、民房，皆被俄兵佔據，俄師敗後，日軍進城，又相繼佔用，遲遲不予退還。
在兩軍會戰中，瀋陽城垣和城內外古建築也受到嚴重的破壞。俄軍的司令部設在皇宮內，守城時，把大炮架設在城牆上，致使牆體因炮火的震動而裂縫。日軍攻城前，以實勝寺作為總司令部，把城牆作為攻擊的目標，幾座城樓、角樓被日軍的炮火轟毀，日軍炸開南城牆，豁口成為攻城的突破口。
俄軍退卻時又放火焚燒了佔據為兵營的盛京機器局、奉天大學堂，機器設備、圖書儀器毀之無存。城南渾河駱駝圈碼頭，因為時值冬季不能出航，有五十餘艘大小船隻在港內過冬，俄軍竟將船隻全部劈作柴火燒光。
南塔廣慈寺，俄軍作為據點，在牆上掏槍眼，揭掉屋瓦，開瞭望孔，大殿也成了防守點。寺中的喇嘛被迫為俄軍看馬、籌糧。當日軍突破五里河防線前，這裡已經中炮數發，火光沖天，廣慈寺瞬間化作灰燼，只留下突兀的南塔。西塔延壽寺繼1900年的破壞後，鐘鼓樓又被焚燬。城外的白塔鋪塔，也被炮火擊中，僅存塔基。外城的大法寺，被俄軍佔為兵營、馬廄及收容所。
僧人的財物被搶光，大佛的鍍金被剝光，門窗被劈燒火，古松被砍伐殆盡，這座數百年的佛教聖地就這樣毀於一旦。其他如萬壽寺、長安寺、崇壽寺等寺廟也遭受到不同程度的損壞。瀋陽郊外的福陵和昭陵，是清朝皇帝的祖陵，儘管清政府呼籲予以保護，但侵略軍並不予理會，二陵周圍都發生過激烈的戰鬥。
俄軍的騎兵以陵寢和古松為依託，企圖阻止日軍的進攻。兩軍激戰的結果，使福陵的貴妃園寢被炸平，兩陵的古松被焚燬無數。日軍為了搜尋俄軍，闖入正在祭奠的昭陵，清朝官員上前阻攔，竟被日軍開槍殺害。
在日俄戰爭期間，沙俄為了搜刮中國人民的錢財，便增發鉅額的鈔票即“軍用票”，強行在東北市場上流通使用，中國人稱其為“羌帖”，“其數量頗巨，無法統計”。日軍在其佔領區也發放鉅額“軍用票”，中國人稱之為“手票”。據統計，日軍“在我東北各地曾發行軍用票一億九千萬元”。日軍還到處設卡，嚴密搜查，有帶大洋者，則以手票強易之;“有攜俄國羌帖者，輕則鞭楚，重則處死”。
日俄戰爭以爭奪中國東北為目的，無論誰勝誰敗，影響的只是他們在中國東北的利益劃分，但是，受損失最嚴重的是東北廣大人民。對戰後人民自發掀起的向俄國索賠的鬥爭，清政府不但不予支持，反而處處阻撓。
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