1904 m. prasidėjus Rusų-Japonijos karui, Diterichas tapo specialistų vadovu 17-ojo armijos korpuso būstinėje. 1904 m. rugpjūčio mėn. jis atvyko į frontą Mančurijoje ir dalyvavo Liaojango mūšiuose.
ir Mukden. Pasibaigus karui, jis tapo leitenantu. Pasibaigus karui grįžo į Maskvą, o 1906 m. buvo vyriausiasis specialistų pareigūnas 7-ojo armijos korpuso būstinėje. Kitąmet jis užėmė tą patį postą Kijevo karinio rajono būstinėje. 1909 m. jis buvo paaukštintas į pulkininką. 1910 m. jis tarnavo vyresniuoju padėjėju Kijevo karinio rajono būstinėje. Nuo 1913 m. Diterikhs buvo Generalinio štabo pagrindinio direktorato mobilizacijos departamento vadovas.