Durante a guerra ruso-xaponesa de 1904-1905, Bilderling comandou o 17o Corpo do Exército Europeo desde maio de 1904, acompañándoo a Manchuria no verán do mesmo ano. Foi comandante do flanco oriental na batalla de Liaoyang e do flanco occidental na batalla de Shaho.
- Non. Despois da Batalla de Sandepu, Bilderling substituíu a Alexander Kaulbars como comandante do Terceiro Exército de Manchuria. Con todo, despois da Batalla de Mukden, foi relevado do seu mando de maio a setembro de 1905 e foi substituído como comandante do Terceiro Exército de Manchuria polo xeneral Mikhail Batyanov. Máis tarde, o xeneral Aleksey Kuropatkin culpouno amargamente pola derrota. Foi membro do Consello de Guerra de 1905 a 1912.