Слабо была поставлена разведывательная работа и непосредственно в ходе войны. На театре военных действий были развернуты разведывательные отделения штаба Главнокомандующего всеми сухопутными и морскими силами на Дальнем Востоке, а также штабов 1-й, 2-й и 3-й Маньчжурских армий. Однако малочисленные отделения, не располагавшие профессионально подготовленными со знанием восточных языков кадрами, явно не справлялись со своими задачами. Попытки наладить агентурную разведку посредством вербовки и последующей заброски в расположение японских войск местных жителей («агентов-ходоков») часто заканчивались неудачей. Так, в период с марта по сентябрь 1904 г. разведывательным отделением штаба 3-й Армии в тыл к японцам был заброшен 121 агент, из них возвратилось 56 человек, которые в массе своей не доставили ценных сведений о противнике.
Из опыта русско-японской войны 1904–1905 гг. руководители военного ведомства России сделали определенные выводы. В Германии русской разведке удалось склонить к сотрудничеству на материальной основе ряд военнослужащих, имевших доступ к секретным документам, что позволило получить планы крепостей, мобилизационные и другие важные материалы. Тем не менее, русской военной разведке не удалось создать полноценную агентурную сеть в Германии, Австро-Венгрии и Италии на случай войны.
В ходе Первой мировой войны разведывательные отделения штабов армий и флотов вели активную работу по заброске агентуры в тыл противника. Вербовка забрасываемых агентов осуществлялась, как правило, из числа местных жителей. В целях улучшения подготовки такого рода агентуры с началом позиционной войны при штабах ряда армий были созданы специальные школы.
Российские военные агенты за рубежом работали в период Первой мировой войны по Германии и Австро-Венгрии с позиций нейтральных государств: Дании, Швеции, Румынии. В ряде случаев им удалось обзавестись источниками, дававшими информацию о положении в Германии, передвижениях судов германского военно-морского флота и по некоторым другим вопросам.
Однако в целом организацию российской внешней разведки в годы войны следует признать весьма несовершенной. Эффективность работы страдала от отсутствия перспективных планов ведения разведки, разобщенности разведывательных учреждений, недостаточной подготовки личного состава разведывательных органов.
Завершая анализ деятельности органов безопасности России в конце XIX — начале XX вв., следует отметить, что существенные изменения, происшедшие во внутреннем положении страны и в международной обстановке, закономерно привели к дальнейшему совершенствованию организации в империи политического сыска и возникновению системы специальных разведывательных и контрразведывательных органов.