Kui 1904. aastal algas Vene-Jaapani sõda, sai Diterikhs 17. armee korpuse peakorteri eriteenistuste ülemohvitseriks. Ta saabus Manchuuriasse 1904. aasta augustis ja osales Liaoyang'i lahingus, Shaho's.
ja Mukden. Sõja lõpuks oli ta leitnant. Pärast sõja lõppu naasis ta Moskvasse ja aastal 1906 oli ta 7. armee korpuse peakorteri eriteenuste ülemohvitser. Järgmisel aastal oli tal sama ametikoht Kiievi sõjalise ringkonna peakorteris. 1909. aastal edutati ta kolonelliks. 1910. aastal teenis ta Kiievi sõjalise ringkonna peakorteri vanemassistendina. Alates 1913. aastast oli Diterikhs peastaabi peadirektoraadi mobiliseerimisosakonna juht.