沙俄一面参加八国联军的侵华战争，一面单独发动侵吞我国东北三省的战争，从开始进攻到侵占三省主要城市，各路侵略军会师铁岭，前后不到三个月。清军失败如此之快，原因是多方面的。
一、慈禧集团推行投降卖国政策
沙俄入侵我国东北三省之时，正是八国联军进攻和占领京津地区，慈禧、光绪出京逃亡之际。慈禧集团为了保全自身的统治地位，正一意乞和。他们唯恐东北三省的抗俄行动打乱求和部署，在沙俄开始入侵东北之日，便匆忙下令压制抗战将领，纵容投降派镇压义和团，为“将来收束地步……豫为筹计”①。因此，东北三省的抗战将领横遭贬斥，倍受掣肘，而投降派则有恃无恐，公开推行不抵抗政策。沙俄政府正是利用英、美、法、德、日、意、奥等国用兵关内，无暇顾及东北三省的时机，抓住慈禧集团急于求和的心理，加紧收买投降派，寻找走狗，协助其从三省内部遏制、阻挠和破坏爱国军民的反抗行动，为其大规模入侵扫清障碍，最后终于实现了长驱直入，迅速占领东北三省的罪恶陰谋。
二、前线将领和战分歧，不能统一指挥
东北三省的三个将军直隶清廷，互不统属，加之其中一人主战，两人主和，这就无法在三省之间建立统一的指挥机构，实行统一部署，统一指挥，统一行动，集中三省军民的力量进行积极的抗战，以致形成各行其是，此战彼和的局面。黑龙江将军寿山，虽不怕朝廷的指责，不顾长顺等人的梗阻，竭尽全力进行抗战，但兵力单薄，又无后援，终于孤掌难鸣，为敌所败。吉林将军长顺和盛京将军增祺，在朝廷庇护下公开进行求和活动，不但不积极备战，反而镇压义和团，不准部下抗敌，严重影响了清军的士气，破坏了军民的抗战。
相反，沙俄政府为了统一指挥对华军事行动，成立了以沙皇尼古拉二世为总司令、陆军大臣库罗巴特金为总参谋长的战争指挥机构，统一动员和调动军队，进行战场建设，制订作战计划，明确各路军队的作战任务和各级指挥官的职责，协调各路军队的作战行动，保证军令畅通无阻。由于准备充分，指挥统一，因而保证了入侵计划的顺利实现。
三、边防空虚，门户失控
由于清廷财政亏空，无力充实边防，致使东北边疆防务空虚，要隘不固。三省之中，黑龙江省尤为薄弱。寿山到任之后，虽多次“整顿旗务，办理边防”①，但边界太长，兵员太少，该防的要点无法防，该堵的隘口没有堵。加上未实行招民开荒，屯垦戍边政策，边境人烟稀少，每平方公里只有两人，所以民力短缺，粮饷窘绌。至于兴安岭以南，更是“地势平衍，无险可扼”①。吉林省除了八十年代吴大澂督办防务时对三姓、宁古塔、珲春的防务有所加强外，以后“自兴修铁路以来，边禁、江禁均弛”②。俄船可溯松花江直逼三姓，火车可直达宁古塔。珲春与俄境接近，也旷无障阻。盛京省自旅大被沙俄强占后，安全受到严重威胁。沙俄侵略者攫取了中东铁路建筑权，三省边界的许多山口、通道，任其自由出入，清军关卡哨所几同虚设，冲要之地门户失控，因而战事一起，俄军得以乘虚而进，迅速占领各个战略要地，进而控制东北全境。
四、兵力不足，部署分散
在沙俄进攻期间，三省只有驻军一百一十余营（八旗兵除外），约五万人，其中有不少是新募之兵，战斗力很弱。五万兵力中，参加抗战者不足四万。以四万兵力抗击十六七万俄军的进攻，兵力对比过于悬殊。同时，四五万清军又分布于广大的东北三省，形成极为分散的部署，因而在每一个作战方向上，俄军都能集中至少三倍于清军的火炮和数倍于清军的兵力。这就决定了清军失败的必然结局。在作战中，俄军又比较善于集中优势火力杀伤清军的有生力量，致使清军每战损失甚大。
五、装备落后，指挥笨拙
东北三省的清军不仅数量少，而且编制杂乱，装备落后，训练废弛，素质很差。
东北三省清军的武器装备极为落后，不少部队“均系以抬槍来福槍及各种土槍搭配散发”，有的部队“即抬槍土槍亦无从搜给”①；“即分发各营之槍，持用多年，亦多窳败，且有不堪修理者”②。战争开始以后，关内的武器弹药无法运去，只有靠吉林机器制造局补给；而其生产能力有限，且又掌握在投降派手中。清廷虽曾谕令长顺酌量给其它两省调拨军械，长顺却要求从盛京及南方各省调拨槍炮支援吉林。因此，战争过程中，清军“粮饷槍械子弹均不敷用”③。而俄军装备精良，又控制了交通运输网和建立了战场物资供应基地，所以可以及时得到充裕的弹药补给，在作战时能以优势的火力压倒清军。
东北清军高级将领中，长顺、增祺不但在政治上是主和派，在军事上也是胸无韬略、长期未经战阵的庸碌之辈。主战的寿山虽参加过甲午战争，但在作战指挥上表现得机械呆板。战前，他把有限的兵力大部分散于边境前沿，不注意充分利用地形加强纵深设防，因此，一旦前沿城镇失守，就无法在纵深进行有效的防御。另外，不注意利用民众力量，配合清军于侧后袭击俄军，破坏俄军的水陆运输、物资补给，迟滞俄军的进攻，消耗俄军的有生力量。在这方面，还不如忠义军灵活多变。
与清军的情况相反，参战的俄军将领大多经过军事院校的专门培养和战争的锻炼，懂得近代战争的战略战术，其中有不少熟悉我国情况，是专事侵略我国东北地区的冒险家。在进攻作战中，他们善于指挥步、骑、炮兵协同作战，尤其善于发挥军队数量锐减，黑龙江省最后几乎到了已无再战之兵的地步。骑兵的快速突袭和炮兵的火力优势。他们以哥萨克骑兵和骑炮兵组成快速支队，突袭清军阵地，使清军仓卒应战，措手不及。后续部队到达后，即以优势炮火猛轰清军阵地，并派兵包抄清军侧后，前后夹击，攻占阵地。在清军败撤后，又以哥萨克骑兵进行追击，达到扩大战果，进一步杀伤清军有生力量的目的。当然，在整个作战过程中，俄军也暴露了战线长、兵力分散、翼侧暴露等弱点。但是，由于清军将领不善于以己之长，击敌之短，俄军的这些弱点才未充分暴露，没有受到应有的打击和惩罚。
沙俄动员了十七万左右的兵力进攻我国东北三省，比八国联军的总兵力还多两三万人。其所以要进行如此巨大的赌注，是为了在得到八国共同分赃的份额之外，独吞东北三剩由于中国人民的抗俄斗争和其它帝国主义国家的牵制，沙俄不得不暂时放弃独吞之举，但它根据《辛丑条约》勒索的赔款，却占清政府向各国赔款总数的29％，居各国所得赔款的首位。因此，连沙俄外交大臣拉姆斯道夫也承认，1900年的对华战争为“历史上少有的最够本的战争”①。然而沙俄的欲壑难填，它吞并我国东北三省之心不死，不久又增兵东北，进一步地同日本争霸中国东北，终于酿成了1904—1905年的日俄战争，再次把战争的惨祸强加于中国人民身上。