Корабли порт-артурской эскадры перед выходом на операцию.
В 5 часов 28 июля русская эскадра снялась с якоря и вслед за тральщиками вышла в море. В голове кильватерной колонны шли броненосцы, за ними – крейсера, на траверзе флагманского броненосца «Цесаревич» – миноносцы. Японские дозорные корабли, постоянно державшиеся у Порт-Артура, обнаружили выход эскадры и донесли об этом командующему японским флотом адмиралу Х. Того, который с главными силами (4 эскадренных броненосца и 2 броненосных крейсера) находился в районе острова Юаньдао (Раунд). Получив сообщение о выходе из Порт-Артура русской эскадры, он направился на ее перехват.
В 11 часов 30 минут японская эскадра появилась в зоне видимости русских. Адмирал Того стремился охватить впереди идущие русские корабли, сосредоточенным огнем вывести из строя флагман эскадры и тем самым лишить управления русский флот. В 12 часов 20 минут, подойдя на дистанцию 80 кабельтовых, японцы открыли огонь. Когда дистанция уменьшилась до 65 кабельтовых, ответный огонь открыли русские броненосцы. Однако вместо того, чтобы атаковать противника и этим самым попытаться обеспечить успех прорыва, адмирал Витгефт стал уклоняться от боя. Не лучшим образом действовал и японский флот. Адмирал Того, неудачно рассчитав маневр, оказался за кормой русских. В 14 часов 30 минут дистанция настолько увеличилась, что бой временно прекратился. Ни одной из сторон из-за больших дистанций не удалось добиться существенных результатов.
Спустя два часа японцы, имея преимущество в скорости хода, догнали русскую эскадру и на дистанции 40–45 кабельтовых снова вступили с ней в бой. Он шел на параллельных курсах. Японцы вели сосредоточенный огонь по «Цесаревичу», русские – по флагманскому броненосцу «Миказа». В течение часа бой протекал с переменным успехом. Был момент, когда адмирал Того из-за серьезных повреждений своего флагманского корабля и большого расхода снарядов, запас которых подходил к концу, готов был выйти из боя. Но примерно в 17 часов обстановка резко изменилась. Осколком снаряда были убиты адмирал Витгефт и флагманский штурман эскадры. 12-дюймовый снаряд попал в рубку «Цесаревича». Поврежденный броненосец начал описывать циркуляцию влево. За ним последовала часть кораблей эскадры. Боевой порядок нарушился. Создалась угроза уничтожения русских кораблей артиллерийским огнем. Тогда командир броненосца «Ретвизан» капитан 1 ранга Э. Н. Щенснович принял решение таранить противника, отвлечь на себя его огонь и тем самым дать возможность эскадре восстановить боевой порядок. Хотя «Ретвизану» не удалось нанести таранный удар, его маневр значительно облегчил положение остальных кораблей.
Оказавшись в довольно затруднительном положении, личный состав русской эскадры сражался стойко и храбро. «Офицеры и матросы мужественно выполняли свой долг», – записал в своем дневнике Александр Васильевич. Однако их отвага и воинское мастерство не могли изменить исхода сражения. К 18 часам стало очевидно, что русская эскадра его проиграла.
Вступивший в командование эскадрой младший флагман контр-адмирал П. П. Ухтомский принял решение о возвращении в Порт-Артур. С наступлением темноты японские корабли прекратили артиллерийский огонь и направились в Корейский пролив. Против отходившей русской эскадры адмирал Того выслал миноносцы, которые из-за слабой подготовки к ночным действиям не смогли атаковать торпедами русские корабли. В Порт-Артур вернулось пять броненосцев, крейсер и четыре миноносца, в том числе «Сердитый», получивший незначительные повреждения. Остальные корабли, имея различные повреждения, зашли в нейтральные порты, где были интернированы. Лишь быстроходный крейсер «Новик», обойдя Японские острова со стороны Тихого океана, пытался прорваться во Владивосток. Однако у южного побережья острова Сахалин он встретил два японских крейсера. Вступив в ними в бой, «Новик» получил ряд пробоин. Он был затоплен своей командой у берегов Сахалина.