为了在台湾农民身上榨取更多的油水，儿玉源太郎又颁布了《台湾地籍规则》、《土地调查规则》，并组织大批人马对全台土地重新进行丈量。
通过这次丈量，台湾耕地面积比原来多了一倍，日本对台湾的土地税收入也因此翻番。
最令日本当局满意的是，儿玉源太郎在台湾疯狂地掠夺各种资源、物资，使日本大获其利。
那时，食糖是十分紧俏的物资，价格有时会一日数涨，台湾的土壤和气候很适合种植甘蔗，儿玉源太郎便强迫台湾农民种植甘蔗。
每年甘蔗丰收后，日本殖民官吏指挥蔗农将其制成粗糖，再用低价全部收购，然后运往日本进行细加工，使糖的价格成倍增长。
台湾粗糖源源不断地运往日本，既让日本当局赚了大钱，又解决了日本国内许多失业人员的就业问题。
儿玉源太郎在台湾推行的一系列殖民政策，使日本当局尝到了甜头，再也没有人提起要将台湾卖给他国的事了。
儿玉在台湾任期长达8年多，几乎是历任总督中最长的。
1904年日俄战争爆发后，儿玉源太郎虽仍兼任台湾总督，但已回军部任职，与他同时上任的民政长官后藤新平成为台湾实际的统治者。
日本政界评价儿玉后藤开创了一个时代，奠定了台湾殖民统治的基础。
1903年9月，日俄矛盾日益加深，时任参谋次长的田村怡与造少将（因用兵谨慎，被称为武田信玄再世，和用兵大胆，号称上杉谦信的小川又次中将并称）病死，已经擢升日本内务大臣的儿玉源太郎屈就参谋次长，开始全面策划对俄作战部署。
日俄战争爆发后，晋升陆军大将，担任日本满洲军总司令大山岩元帅的参谋长。
1904年7月14日，随日军侵入中国。
此后，日本在中国的军机事务，均由其出谋策划，亲自裁决。
日军进攻旅顺期间，对旅顺战况时刻关注，先后两次亲到旅顺视察战况和督战。8月19日，日军对旅顺发起总攻后，进攻受阻，损失惨重。9月15日，儿玉源太郎由辽阳赶至旅顺，命令乃木改变原来的战术，重点主攻203高地，10月5日返回辽阳，然而旅顺仍然久攻不克。
同年12月1日，儿玉源太郎带着大山岩元帅的手令由辽阳赶至旅顺，命令乃木希典交出指挥权，由他亲自指挥。
纵观乃木集中军力重点进攻203高地，但俄军也抽调了预备队集中军力重点反击和防御。
结果又是胶着，儿玉介入指挥后调整有二，都是在炮兵上。一是把东正面的280mm重炮队一天之间集中到西正面，完成了炮兵火力的集中，并突然加大了对西正面203高地的炮击火力。
乃木担心的说，把东面的炮队撤出，俄国人出来反击怎么办。
儿玉大怒，我正担心他不出来反击。二是改变了炮兵-步兵进攻模式，命令在步兵突击时候炮兵并不停止射击。
如上两条，使得山头俄军失去了通常模式下炮击后占据阵地组织防御射击的时间，亦无法动用预备队支援受威胁的阵地，基本上陷入七零八落的各阵地各自为战的状态，与数量优势日军的混战，其阵地失陷命运可说已被决定。
从儿玉介入旅顺战役指挥到攻克203高地，可以看出其人非常长于冷静计算的一面。
日军于12月6日终于夺取203高地，取得了攻克旅顺的关键胜利，火力控制了旅顺整个市区和港口。
由于胜局已定，他于12月10日返回辽阳日军总司令部。此后，日军攻势如潮，一月之后迫使俄军投降。
1905年3月23日，儿玉源太郎在日军奉天之战胜利后，奉命回国报告战况。
长冈外史参谋次长去新桥车站接他。
儿玉见了长冈劈头就问和谈之事有没有眉目，当听长冈说还没有眉目时就是一顿痛骂：“战争一旦开始，最大的课题就是怎样结束。连这个你都不懂，你是干什么的？”
这个长冈就是他担任过陆军大学校长培养的学生。
后来他和陆军上层一起顶住了民间的压力，和俄国签署了《朴次茅斯和约》，把俄国势力赶出了南满。
回国期间，他向日本大本营提出成立隶属于满洲军的总兵站监部、成立隶属于总兵站监部的民政长官部、改修铁路增加运力的建议。
这些建议很快被日本采纳，从此他身为满洲军总参谋长，实际成为日军在大连和东北占领区统治的总头目。
他还是满洲日本移民500万的总策划人。
在他看来，满洲是日本花了2亿日元战费，死了10万人才得到的，中国想收回东北必须流血才行。
1906年9月，在“有关满洲问题协商会”上，参谋总长儿玉源太郎就表示：“是不是要委任来研究满洲的主权问题，有没有必要成立一个官衙来主管这个问题”。
但这个建议当时就被重臣伊藤博文顶了回去：“满洲不是日本领土，满洲是清国领土这点是不容置疑的”。
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