Первыми в бой вступили броненосцы. В это время отряд крейсеров под командованием контр-адмирала Энквиста прикрывал колонну русских транспортов. «Аврора» следовала за головным крейсером «Олег». В 14:30 капитан Егорьев кивнул артиллерийскому офицеру: «Начали!» – и «Аврора» вступила в бой с противником. Примерно через полчаса один из снарядов, выпущенных с японского крейсера, разорвался о железный ходовой трап рядом с боевой рубкой. Осколки снаряда и трапа полетели в рубку. Один из них насквозь пробил голову капитана Егорьева. Несколько минут спустя судовой врач Кравченко записал в журнале: «Положение раненого безнадежно – разбит череп, поврежден мозг, пульса нет». Командование «Авророй» принял старший офицер капитан II ранга А.К. Небольсин.

Всего в ходе сражения в «Аврору» попало 18 снарядов, не считая огромного числа осколков от недолетов. После боя в корпусе корабля насчитали несколько сотен пробоин. Самый критичный момент для корабля возник, когда один из снарядов перебил электрический кабель управления рулем. Неподвижный корабль представлял собой идеальную мишень для противника, и если бы не героизм минного электрика Андрея Подлесного, бросившегося под ураганным огнем исправлять повреждения, «Аврора» наверняка бы разделила судьбу других кораблей российского флота, погибших в тот день возле острова Цусима.

Около 16:30 «Аврора» прекратила бой и ушла под защиту уцелевших русских броненосцев. Статистика смерти на войне отличается от статистики в обычной жизни. Жизнь каждого человека бесценна, но на войне количество потерь – понятие относительное. В тот день российский флот потерял убитыми около 5000 человек. На «Авроре» же погибли пятнадцать моряков, так что ее экипажу, можно сказать, повезло… «Потери личного состава: убит в боевой рубке наповал командир крейсера капитан I ранга Егорьев, – писалось в книге, посвященной «Авроре» и вышедшей из печати в 1914 году. – Ранены осколками снарядов лейтенанты Прохоров, Лосев и Старк, мичман Шаховской и прапорщик Берг. Тяжело ранены мичман Яковлев – в ногу с оторванием мягких частей, лейтенант князь Путятин – в правый бок – и старший офицер, капитан II ранга Небольсин – в голову и в ногу. Нижних чинов: убито – 9, умерло от ран – 5, тяжело раненных – 32 и легко раненных – 42, главным образом из числа орудийной прислуги. Один из убитых нижних чинов был найден без головы, рук и ног, у другого в груди была гильза… В течение 12 часов, как в течение боя, так и в тяжелом напряженном состоянии во время минных атак, команда и офицеры бессменно стояли на своих постах: прислуга у орудий и боевая вахта в машине. Все работали безукоризненно и вносили все от них зависящее для успеха дела».

В ночь на 15 мая контр-адмирал Энквист, понимая, что дальнейшее сопротивление равносильно самоубийству, принял решение увести оставшиеся под его командованием три крейсера – «Олег», «Жемчуг» и «Аврору» – к Филиппинским островам. 21 мая крейсеры вошли в порт Манилы, где были интернированы американскими властями. В феврале 1906 года, через 16 месяцев после выхода из Либавы, «Аврора» вернулась на Балтику.

С 1906 по 1914 год «Аврору» использовали как учебный корабль, на котором кадеты и гардемарины Морского корпуса овладевали корабельной практикой. С началом Первой мировой войны «Аврора» вновь встала на боевую службу. Под командованием капитана I ранга И.Г. Бутакова крейсер вошел в состав Балтийского флота. «Аврора» охраняла подступы к Финскому заливу, участвовала в установке минных заграждений, выполняла функции разведывательного корабля.