W 1903 roku został awansowany na majora, powrócił do dowodzenia 21. pułkiem piechoty IJA podczas wojny rosyjsko-japońskiej. Podczas wojny został przeniesiony do sztabu 13 Dywizji IJA. Ta dywizja otrzymała niezależne zadanie okupacji Sachalin.
przed zawarciem Traktatu z Portsmouth, lądowanie na Sachalinie 7 lipca 1905 roku, zaledwie trzy miesiące po utworzeniu, i zabezpieczenie wyspy do 1 sierpnia 1905 roku. W wyniku udanej operacji Japonia otrzymała południowe Karafuto w trakcie Traktatu z Portsmouth, jednego z niewielu terytorialnych zysków Japonii podczas wojny. Po wojnie Shirakawa został przydzielony do Biura Personelów Ministerstwa Wojska od października 1905 roku. W 1907 został awansowany na podpułkownika, w 1909 na pułkownika i dowódcę 34. pułku piechoty IJA.