В июне 1904 года 54-я пехотная резервная бригада Казанского военного округа была развёрнута в V Сибирский армейский корпус в составе двух пехотных дивизий: 54-й и 71-й. Корпус назвали Сибирским, поскольку он формировался только на период войны и предназначался для отправки в Маньчжурию. По этой же причине артиллерийская бригада для дивизии не формировалась, а вместо неё была выделена 26-й артиллерийская бригада (без 1-го дивизиона) из Виленского военного округа.
В начале августа корпус прибыл в Маньчжурию, в район Ляояна. Во время сражения при Ляояне дивизия «заблудилась в гаоляновых зарослях»[1]. Но уже в Мукденском сражении дивизия «геройски прикрывает отступление своей армии»[1].
После окончания войны дивизия вернулась в Казанский военный округ и была свёрнута обратно в 54-ю пехотную резервную бригаду (расформированную в 1910 году).
Участие 54-й пехотной дивизии в Русско-японской войне 1904—1905 послужило причиной появления на свет вальса «На сопках Маньчжурии», который написал капельмейстер 214-го пехотного Мокшанского полка Илья Алексеевич Шатров.
54-я пехотная дивизия относилась к группе пехотных дивизий второй очереди мобилизации, которые должны были начать формироваться при объявлении мобилизации из лиц, состоящих в запасе армии, на основе кадра, выделяемого одной из пехотной дивизий мирного времени.
Дивизия формировалась в Московском военном округе, в Москве и Твери. Кадр для её формирования был выделен 2-й гренадерской дивизией. По предвоенным планам[4] сформированная дивизия должна была поступить на усиление 1-й армии.