Важливим етапом військової біографії генерала Куропаткін стала Російсько-японська війна. У той час бойова репутація Куропаткін висока, набагато вище репутації військового міністра.
Великі Курські маневри 1902 року розіграні Куропаткін на посаді командувача Південної армією так блискуче і переможно щодо армії Московської, зміцнили цю думку ще більше. Авторові цих рядків довелося бути на Курських маневрах в тій же ролі офіційного військового кореспондента, в якій він відбув Російсько-японську війну, і разом з Московською армією випробувати всі невдачі останньої. Разом з більшістю офіцерів цієї армії захоплювався він планами Куропаткін, енергією, з якою вівся їм маневр, і тієї вірністю очі, з якою він розумів і наносив нам удари в найбільш чутливі місця. Пам'ятаю, як енергійно, як швидко велася їм атака в битві під Костровной, закінчити маневр. Як швидко ми, штаб Московської армії, повинні були розсипатися з пагорба, з якого спостерігали за ходом бою і який виявився несподівано для нас центром прагнення атакуючого. А коли після закінчення маневру ми стали обмінюватися враженнями, ми наслухалися чимало розповідей про ту простоті, з якою жив Куропаткін на маневрах, про те невтомній роботі, який він ніс, подаючи приклад всьому штабу
Російсько-японська війна дала суттєвий поштовх формуванню нових поглядів на способи ведення війни, принципи військового мистецтва, питання управління військами, їх підготовки, організації всіх родів військ, мобілізації і стратегічного розгортання, навчання командних кадрів. Була потрібна чітка програма будівництва збройних сил в умовах назріваючої ще більш масштабної війни. Треба було робити великі державні асигнування на потреби армії та флоту. Всі ці, а також багато інших питань входили в сферу діяльності Державної ради, членом якого залишався колишній військовий міністр. Правда, вирішувалися вони дуже боязко і вкрай повільно. Це турбувало генерала Куропаткін. Він намагався в міру своїх сил прискорити здійснення військових реформ, активно співпрацюючи в різного роду комісіях і комітетах.
1915 рік почався невтішними подіями на Північно-Західному фронті. Німці зробили наступ з метою охоплення і оточення 10-ї армії. Її головні сили відійшли до Гродно і Осівці. У наполегливих двомісячних боях на рубежі річок Нижній Бобер і Нарев російські завдали великої поразки групі військ генерала М. Гальвіца і відкинули її до кордону. Трохи пізніше на півдні успішним для противника став Горлицький прорив. Армії Південно-Західного фронту змушені були почати відхід з Галичини. Влітку німці, перегрупувавши війська, завдали удару між Бугом і Віслою по головним силам російських, які обороняли Польщу. Обстановка тут ставала критичною. Особливо становище з боєприпасами.
Виникла ситуація, що вимагає прийняття термінових і вельми конструктивних заходів. Однією з них стала зміна військового керівництва. Першим імператор Микола II попросив піти у відставку військового міністра В. А. Сухомлинова: «Шановний Володимире Олександровичу.
Після довгих роздумів я дійшов висновку, що в інтересах Росії і армії Ваш відхід у цю хвилину вкрай необхідний. Поговоривши з великим князем Миколою Миколайовичем, я остаточно переконався в цьому ».
Державна дума прийняла також рішення утворити «..Верховную комісію для всебічного розгляду обставин, що стали причиною несвоєчасного та недостатнього поповнення запасів військового постачання армії». Її головою по протекції нового військового міністра був призначений генерал Куропаткін. Тоді ж він увійшов до складу Особливої наради під головуванням військового міністра. Цьому органу в питаннях забезпечення армії і флоту були підпорядковані відповідні служби військового міністерства, головного управління землеустрою та землеробства, Міністерства торгівлі і промисловості, Міністерства шляхів сполучення.
Гренадерські роти в російській армії з'явилися в 1694 році Згідно з указом Петра Великого вони вводилися у всіх піхотних і кавалерійських полках. У роти відбиралися фізично сильні солдати, навчені метання ручних гранат. Ці підрозділи призначалися для дій в голові штурмових колон і на флангах наступаючих або обороняються військ. З 1708 року стали формуватися гренадерські, через рік - кінно-гренадерський полки. Через 100 років всі 20 полків були зведені в дві гренадерської піхотні і одну кавалерійську дивізії. Вони взяли активну участь у Вітчизняній війні 1812 року. На головних уборах, ґудзиках, лядунка (сумках для патронів) і пряжках гренадерів красувалося зображення палаючої гранати (Гренади).
На початку XX століття по озброєнню і способам дій гренадерські частини і з'єднання мало чим відрізнялися від решти піхоти. Ця назва більше збереглося як почесне, що свідчить про спадкоємність традицій минулого. До літа 1915 року в Російській армії залишилося два гвардійських і вісім піхотних гренадерських полків. Вони і повинні були стати базою для формування окремого резервного корпусу. Його штатом, затвердженим Ставкою, передбачалося розгорнути управління, три піхотні і кавалерійську дивізії, артилерійську бригаду, артилерійський дивізіон і саперний батальйон. Пропонувалося також мати навчальний полк з підготовки унтер-офіцерського складу.
Олексій Миколайович в супроводі невеликої групи помічників проводив в поїздках дні і ночі. Він вимагав, вмовляв, волав до патріотичних почуттів, звертався до громадськості через дворянські і земські збори, погрожував доповісти в Ставку і віддати під суд за непокору військовим законам і указам військового часу, за який виявляють бюрократизм і тяганину, виступав на військових підприємствах Нижнього Новгорода і Костроми .
Через тиждень А. Н. Куропаткін отримав телеграму з Могильова про призначення його командувачем 5-ю армією. Крім неї Північний фронт, який займав бойову лінію по Західній Двіні, включав ще дві армії - 12-ю і 6-ю. Йому оперативно підпорядковувалися Балтійський флот і Петроградський військовий округ. У штабі фронту з положенням справ генерала Куро пат кіна ознайомив його командувач генерал від інфантерії М. В. Рузський, як і раніше, з тонкою худорлявої фігурою, спокійний і розважливий:
- Умови театру, сильна оборонна лінія по Двіні, ряд природних тилових позицій, неможливість серйозної операції до Петрограду раніше оволодіння морем, що знаходиться в наших руках, дозволяє вважати фронт до певної міри забезпеченим, - сказав Рузский. - Турбують дві обставини. Перше - велика, ніж де-небудь, розбещеність військ завдяки близькості революційного Петрограда. Друге - напівавтономних, напіванархічні стан Балтійського флоту, особливо його баз Гельсингфорс і Кронштадт.
Вранці наступного дня на Північному фронті за рішенням генерала Куропаткін був змінений порядок артилерійської підготовки. Вона була проведена, причому однакової тривалості, всіма трьома арміями з метою дезорієнтувати противника про направлення зосередження основних зусиль. Однак атака з'єднань 5-ї армії не принесла істотних результатів по ряду причин. По-перше, через обмеженість боєприпасів вогневий вплив на супротивника було слабким, щільність вогню невисокою. По-друге, погане інженерне обладнання вихідного положення позбавила змоги правильно організувати атаку.
Оскільки в літньому наступі планувався спільний удар на Вільно військами Західного і Північного фронтів, їм і передбачалася передача резервів, в першу чергу артилерійських: більше Західному, менше - Північному фронту Олексій Миколайович, посилаючись на попередню операцію, заявив, що прорив сильно укріпленої оборони противника навіть з урахуванням коштів посилення малоймовірний, і наш наступ ні до чого, крім марних жертв, не приведе.
Щоб найбільш ефективно розпорядитися наявними силами і засобами, генерал Куропаткін вважав за доцільне головний удар наносити суміжними флангами 6-й і 5-ї армій. Тільки тоді досягалася максимально можлива щільність артилерії - 30 знарядь на кілометр ділянки прориву. Керувати її вогнем передбачалося через спеціальну артилерійську групу, що знаходиться на командному пункті 5-ї армії. Частина легких батарей надавалася командирам піхотних полків першого ешелону. Для нарощування зусиль в глибині прориву передбачалися другі ешелони армій і фронтовий резерв - кавалерійський корпус у складі двох дивізій.
З огляду на наявність у супротивника сильно укріплених опорних пунктів, прикритих дротяними загородженнями, частково під напругою, генерал Куропаткін зажадав найретельнішим чином підготувати так звані інженерні плацдарми, позитивно зарекомендували себе в Російсько-японській війні. Вони повинні були складатися з 5-6 паралельних траншей, розташованих в 100 м одна від одної. Траншеї з'єднувалися ходами повідомлення. Перша лінія траншей наближалася до переднього краю ворожої оборони на 200-300 кроків. Плацдарм устатковувався укриттями для особового складу, в тому числі і «лісьімі норами». Це забезпечувало, з одного боку, одночасність атаки, а з іншого - високий ступінь захищеності особового складу, що виходить в початкове положення для наступу.
Командувач військами фронту найпильнішу увагу приділив матеріальному забезпеченню військ. Найближчим його помічником в цьому складному питанні став генерал від інфантерії Сергій Сергійович Савич - головний начальник постачання армій фронту, хороший знайомий Олексія Миколайовича, його однополчанин по Російсько-японській війні. Проблем було чимало. Війська мали різнотипова озброєння: гвинтівки і знаряддя були в основному вітчизняні, але частина - австрійських і японських зразків, кулемети - російські та англійські. Це ускладнювало забезпечення боєприпасами. Велика частина снарядів перебувала на армійських складах. Розпочата весняне бездоріжжя ускладнила їх підвезення. Не вистачало фуражу. Доводилося відчувати перебої з продовольством. Чи не повністю були задоволені потреби фронту в інженерному майно, засобах зв'язку, запасних частинах до автотранспорту. Лазарети були переповнені пораненими. Їх необхідно було евакуювати в тилові райони.
Надаючи великого значення індивідуальній підготовці, генерал Куропаткін зажадав від штабів спланувати проведення занять на обладнаних, по типу ворожих, позиціях. Солдат і унтер-офіцерів вчили руйнувати і долати перешкоди, метати ручні гранати, застосовувати димові шашки, використовувати протигази. З найбільш підготовлених формувалася в кожній роті штурмова команда.
На виконання отриманого наказу генералом Куропаткін було проведено кілька бойових акцій. В основному це була розвідка боєм. У ряді випадків, особливо в смузі 5-ї армії, вдалося захопити висоти, вузли доріг, населені пункти. Непогані результати давали дії так званих команд мисливців в тилу противника. Вони здійснювали диверсії, проводили нальоти на невеликі ворожі гарнізони. Командування 10-ї німецької армії постійно тримало напоготові значні резерви. У цьому переконувався Олексій Миколайович, отримуючи дані від авіаційної і агентурної розвідки.
У роки Громадянської війни представники Антанти і білого руху намагалися схилити А. Н. Куропаткін на свою сторону. Так, французький посол запропонував йому виїхати до Франції, мотивуючи це тим, що, будучи ще молодим офіцером, Олексій Миколайович брав участь в експедиції французьких військ в Сахару і отримав орден Почесного легіону. Генерал відповів відмовою, заявивши, що ні за яких обставин не залишить Росію.
Не став Куропаткін втручатися і в антирадянські селянські виступи, які відбулися в ряді волостей Холмського повіту під час наступу білих на Псков. Явився до нього невдалому гінцеві порадив припинити безперспективну війну проти свого народу.