旅順戰役
斯特塞爾夫妻1903年8月，斯特塞爾出任旅順要塞司令。1904年2月10日，日俄兩國正式宣戰，旅順口成為日俄雙方爭奪的前沿陣地。同年3月，被任命為關東要塞司令官，統一指揮對日作戰。當時，旅順要塞俄軍已達3萬餘人，擁有防禦堡壘五十多個，炮台近百座，各種戰炮六百餘門，戰備儲備可供一年半消耗，日軍進攻時，作戰優勢仍在俄方。但他上任後，卻採取消極防禦方針，畏縮不前，一味撤退。沙俄遠東陸軍總司令阿列克謝·尼古拉耶維奇·庫羅帕特金對他的指揮極為不滿，曾電令他交出指揮權，他收電後將電令秘而不宣，繼續把持指揮大權。之後，輕易放棄金州、大連，又放棄旅順外圍一切陣地，將部隊撤回旅順要塞之內等待援軍，使俄軍一直處於被動挨打局面。
日軍在完成對旅順要塞的包圍之後，於8月16日向斯特塞爾遞交一封勸降書，斯特塞爾迅即召開要塞防務會議，經討論後拒絕日方要求。日軍見勸降不成，一年內以重大傷亡連續發動四次肉彈總攻，雖死傷6萬，終於將主戰派將領羅曼·伊西多羅維奇·康得拉欽科炸死於東雞冠山北堡壘，並奪取了至關重要的203高地。此時，日軍想一鼓作氣全殲港內俄軍，而斯特塞爾考慮到已經堅守了一年，主陣地已經失守而援軍無望，剩下的官兵因為維生素缺乏而無力再戰，再打下去就是單方面的屠殺了，決意光榮的投降。
旅順口戰役斯特塞爾紀念像
水師營會見 中央二人乃木和斯特塞爾1905年1月1日下午。俄軍駐旅順要塞司令斯特塞爾派出軍使，打著白旗到水師營日軍司令部乞降。日本第三軍司令乃木希典原本以為俄軍會困獸猶鬥，沒想到俄軍會投降，這大大減輕了他的傷亡，遂同意軍使的請求，答應與斯特塞爾會見，時間定在第二天上午11時。敗軍之將斯特塞爾早已等得不耐煩了，他騎著西伯利亞白馬，趕在10時45分就來到了水師營西街這座小院子。乃木希典像是故意要羞辱他，直到11時30分，才跚跚出現在門口。與斯特塞爾寒暄了一番之後，就開始吃午餐，所有的正事，都是邊吃邊說，餐後，他們只用很短的時間，就在投降書上籤完了字。 將旅順所有堡壘、工事、艦艇、武器、彈藥、資金和軍用物資拱手交給了日軍，使俄軍將校878人、士兵23491人做了日軍俘虜。
從屋子裡出來的時候，這兩個人還與兩軍的部將一起在院子裡合影留念。乃木希典的目光十分得意，留有哥薩克式大鬍子的斯特塞爾也好像噓出了一口氣，對於他們兩個，這是一個皆大歡喜的結局。在這張合影照片裡，絕對看不出他們此前曾是敵我兩方，那濃郁的血腥味正在從不遠處的戰場上鑽進他們的鼻孔，一切就像什麼也沒發生。 下午1時20分，這場歷史性的會見就結束了。臨別之際，斯特塞爾出於感激，將自己心愛的西伯利亞白馬贈給了乃木希典。
回國以後
斯特塞爾回國後，被沙俄送交軍事法庭，1908年被判處死刑，之後又改為10年監禁，1909年被沙皇尼古拉二世赦免（再怎么說，這個傢伙也是在日俄戰爭中守了一年的城，在一批敗將裡面還算是有苦勞的，就和44年衡陽的方先覺一樣）。1915年，斯特塞爾病死。 他死後，日本陸海軍元帥、大將念其投降有功，紛紛向其夫人發出唁電。
