Большим недостатком в строительстве инженерных сооружений еще с мирного времени было то, что форты и укрепления зачастую не "вписывались" в местность. Они располагались всего в нескольких километрах от города и внутренней гавани. Артиллерия ряда фортов и укреплений не могла обстреливать ближние подступы к крепости, а оборона флангов могла осуществляться только ружейно-пулеметным огнем. Для маневра войсками и полевой артиллерией не хватало дорог.

Гарнизон крепости к началу осады насчитывал 41 780 человек нижних чинов (рядовых и унтер-офицеров), 665 офицеров, 256 военных чиновников и врачей и состоял из 9 восточно-сибирских стрелковых полков, 3 запасных пехотных батальонов, 2 рот пешей пограничной стражи, Квантунского флотского экипажа, сводной команды 3-й Восточно-Сибирской стрелковой дивизии, сотни забайкальских казаков Верхнеудинского полка и других отдельных рот и команд. Имелось также 13 добровольческих дружин горожан общей численностью в две с половиной тысячи ополченцев.

Всего пехоты было 29 960 нижних чинов и 402 офицера. В крепостной артиллерии и в отдельных артиллерийских бригадах, дивизионах и батареях числилось 6149 нижних чинов и 132 офицера, в инженерных войсках - 1114 солдат и 24 офицера. И, наконец, в штабах, различных крепостных службах и управлениях насчитывалось еще 4101 нижний чин и 103 офицера.

В Порт-Артуре базировалась Тихоокеанская эскадра в составе шести эскадренных броненосцев, пяти крейсеров, четырех канонерских лодок, двух минных крейсеров (заградителей) и девятнадцати эскадренных миноносцев. Общая численность корабельных экипажей составляла около 12 тысяч человек. В случае крайней необходимости какую-то часть военных моряков (около 8 тысяч человек) можно было использовать на сухопутном фронте.

Руководство обороной собственно крепости должно было осуществляться ее комендантом генерал-майором К.Н. Смирновым. Но фактически старшим воинским начальником в крепости оказался генерал-лейтенант А.М. Стессель, хотя Квантунского укрепленного района, начальником которого он был назначен в марте, к июлю уже не существовало как такового. Еще в июне Стессель получил от командующего Маньчжурской армией генерала от инфантерии А.Н. Куропаткина приказ сдать командование коменданту крепости, а самому отправиться за новым назначением в Маньчжурию. Однако Стессель не выполнил этого указания, а случайно попавшую к нему копию приказа Куропаткина, адресованную генерал-майору Смирнову, утаил. В ходе обороны Порт-Артурской крепости впоследствии войска не раз одновременно получали указания и от Стесселя, и от Смирнова.

По той же причине в осажденном Порт-Артуре оказалось два начальника артиллерии - генерал-майоры В.Ф. Белый и В.Н. Никитин и два начальника санитарной части. Все это в немалой степени вносило известную дезорганизацию в управление обороной крепости и не раз приводило к недоразумениям. Подобную ошибку генерал от инфантерии Куропаткин, как ответственное должностное лицо, исправить не смог.

Среди командного состава героических защитников Порт-Артура было немало незаурядных людей, достойных военачальников. Поистине выдающуюся роль в укреплении и организации обороны крепости сыграл начальник сухопутной обороны генерал-майор Роман Исидорович Кондратенко. Он имел за плечами полный курс Академии Генерального штаба и Военно-инженерной академии, прекрасно разбирался в вопросах крепостной фортификации. Под его умелым руководством возводились новые укрепления и совершенствовались старые, отрабатывалась система ведения огня и взаимодействия.

В ходе порт-артурской эпопеи генерал-майор Р.И. Кондратенко прославился еще и тем, что умел поднимать моральный дух защитников крепости в самые трудные дни. В этом он был схож с вице-адмиралом С.О. Макаровым. В каждом своем приказе начальник сухопутного фронта Порт-Артура стремился отметить героизм и мужество русских воинов. Так, в приказе от 22 июля он писал:

"Части войск 4-й и 7-й дивизий выдержали славный, но неравный бой с противником на передовых позициях. Нас было только 17 000, а противник втрое сильнее - у него было 50 000, мы имели только полевую артиллерию, противник же имел кроме полевой еще осадную. Теперь, с отходом к крепости, положение наше изменилось неизмеримо к лучшему, силы наши более чем удвоились, противник же, ослабленный предыдущими боями, едва ли мог значительно усилиться. Вместо скороспелых окопов, как то было на передовых позициях, мы имеем здесь преимущественно долговременные сооружения, обеспеченные со всех сторон от атаки, вместо тонких шрапнельных укрытий имеем во многих местах безопасные казематы и надежные блиндажи, кроме полевой артиллерии имеем здесь сильную крепостную артиллерию, увеличенную многочисленными орудиями флота.

Поэтому если с передовых позиций мы еще могли податься к крепости, то теперь мы имеем полную возможность отразить и уничтожить врага. Никакой штурм нам не может быть страшным, если мы до конца решимся выполнить данную нами присягу. Во время ночного штурма ни при каком положении не надо теряться: если случится где-либо частный прорыв противника между укреплений, то таковой ровно ничего не значит, так как соседние форты обеспечены от атак со всех сторон, против же прорыва у нас имеются всегда сильные резервы, которые успеют вовремя опрокинуть врага и закрыть прорыв. Необходимо во что бы то ни стало держаться на всех местах до дневного света. С рассветом же наш страшный ружейный и пушечный огонь отгонит не только шестидесятитысячную, но хотя бы и стотысячную вражью силу, после чего войска крепости перейдут в наступление и добьют дерзкого врага".

Такие приказы начальника сухопутного участка обороны крепости генерал-майора Р.И. Кондратенко зачитывались в стрелковых ротах и батальонах, на артиллерийских батареях. Они не только воодушевляли защитников Порт-Артура, но и поднимали авторитет их военачальников, обеспечивали уверенность в собственных силах. Последнее было исключительно важно в те долгие месяцы, когда русская крепость оказалась в глухой осаде. Один из участников порт-артурской эпопеи, Я.У. Шишко, с любовью писал о Кондратенко:

"В Артуре не было места, куда бы он не заглянул, не было высоты, куда бы он не поднялся, чтобы указать, где немедленно должны явиться форты, укрепления, батареи... Генерал Кондратенко для Артура был все: и сила, и душа, и мысль, и дух героизма".

Благодаря стараниям защитников Порт-Артура крепость к началу прямой блокады оказалась готовой выдерживать самые яростные штурмы японской армии и долговременную осаду. Русская приморская крепость на Квантуне отличалась прежде всего не величием своих незавершенных оборонительных сооружений, а силой духа ее гарнизона и мощностью вооружения.