他在日俄戰爭中九死一生，被授予日本勳章，在抗日中拒與日合作
吳佩孚，曾經是晚晴的秀才，後來在保定陸軍速成學堂測繪科， 以第一名畢業。隨後他復官陸軍中尉， 而且沒下伍， 被派在北洋督練公所參謀處差遣。
後來他去了天津，接到密令去煙台，找到一個守田利遠的日本少將。一個堂堂的大清軍官，竟然要去找一個日本軍官報道，也是奇聞。
這就不得說爆發於清末的日俄戰爭。1904年2月，爭奪我國東北地區利益的日俄戰爭爆發了。清政府，實際上處境很尷尬，「附俄則日以海軍擾我東南，附日則俄分陸軍擾我西北」的外交困境憂慮之中。清政府，表面保持中立的態度，暗地裡卻聯日拒俄，為日軍提供情報幫助。
清政府既要為這場侵略自己的戰爭提供場地，還提供了諸多諜報人員。日俄戰爭前夕，日本人從北洋督練公所中選拔出包括吳佩孚在內的16個能幹得力的青年軍官，與31名日本情報人員秘密組成中日混合偵探諜報隊。這次收集情報很多，主要是由日軍守田利遠少佐帶領渡海分別到旅順、大連等地刺探俄軍軍事活動情報，尤其是俄國東方艦隊的實力情況。
吳佩孚，一直都忠於自己的上級，在執行過程中一絲不苟。在執行此次任務中，吳佩孚給日本人的印象是「溫和良順，舉動不苟；交人圓和而不露圭角；任事處變而不急近功和不邀虛名；所自信以為是者，則行之以漸……」吳佩孚出色的情報工作才能，受到日本人的稱讚。守田獎賞吳佩孚500大洋，並破例准假一周讓吳佩孚回到蓬萊探親。
日俄雙方開戰不久，2、3月份日本海軍對盤踞在旅順口的俄國艦隊進行攻擊，遭到猛烈還擊，久攻不下。主帥東鄉平八郎決定對俄國艦隊實行封鎖戰(閉塞戰)。吳佩孚建議用多隻普通漁船日夜不停地對俄艦隊進行騷擾、試探，趁其麻痹之際，把日軍情報船混在漁船中送到海上陣地，港內各艦陣位信息成功地反饋到指揮艦，為日軍殲滅俄國遠東海軍殘餘，以及陸上要塞決戰作出了貢獻。
吳佩孚當時在有中國守軍的錦州，可以說是相當安全。 然而，在戰爭中，這些諜報人員需要發揮價值。於是，10月，上尉吳佩孚奉命攜帶重要情報到奉天(今瀋陽)附近的新民屯參加秘密會議。
說來也巧，張作霖是坐火車被炸死得，吳佩孚則是坐火車有了牢獄之災。他在火車上被俄軍發現了其中的軍事情報，以「間諜」之名逮捕。
俄國人軟硬兼施，想從他的嘴裡拿出情報來。可是吳佩孚始終說，自己不認識日本人，並且處於婚期之中。吳佩孚拒不承認自己諜報員身份。
俄國人一度用日語測試他，好在他真不懂日語。無奈的俄國總司令決定槍決他。就在被要槍決的時候，他竟然駐哈爾濱的俄國情報機構獲知，在押往哈爾濱途中跳車逃脫。
1905年9月，日俄戰爭以沙俄慘敗告終。日軍竟然在瀋陽舉行了入城儀式，在瀋陽贈其六等「單光旭日勳章」一枚。在歷時一年有餘的日俄戰爭諜報工作中，吳佩孚初露鋒芒，可視其為日後吳氏躍為北洋之星的端倪。
據他自己說，心裡很不是滋味。他人生的第一塊勳章，竟然由日本人這樣授予了。他在日後，也展現了一定的民族氣節。1938年6月後，土肥原專心於特務工作，重光堂在上海設辦事處。該特務機關成立後，在土肥原的主持下，先後對唐紹儀、吳佩孚、靳雲鵬做工作，但因這些中國舊軍閥多仍有民族氣節，土肥原未能取得預期效果。據說，土肥圓，後來暗殺了吳佩孚。
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