随日本舰队出海的英国观察员白金汉上校，事后是这样回忆当时情景的：“空中全是到处乱飞的碎片..在20 码以内，每件东西，每个人身上都溅得血迹斑斑。”“报告将军阁下，敌旗舰‘三笠’中弹起火！”观察战况的罗日杰斯特文斯基的随从参谋兴奋地报告。“好，给我继续打！集中炮火把它击沉！”

罗日杰斯特文斯基也兴高采烈地高声回答。

可是，此时日本舰队已经完成了航向变换，占据了十分有利的上风阵位，处于与俄国舰队平行前驶的位置，并且东乡平八郎的旗舰“三笠”号，虽然多处中弹，但都未打中要害，而俄国舰队所处的下风位置，却严重地影响了火炮的攻击威力，上风方向吹过来的硝烟和炮弹溅起的浪花，使炮手们无法进行准确的瞄准。这下，俄国舰队挨揍的时候来到了。

2 分钟后，当日本舰队冒着猛烈的炮火，逼进到距俄国舰队6500 米远的时候，所有大炮同时向俄舰开火。第一排炮火就击中了俄国舰队旗舰“苏沃洛夫”号，前部烟窗被炸毁。第二排炮弹把该舰轰得更惨：炮塔失灵，无线电无法使用，除了死伤许多水兵外，舰队司令罗日杰斯特文斯基和舰长伊格纳特留斯也都挂重彩。与此同时，“亚历山大三世”号和“波罗丁诺”号，也被日舰炮火击中燃起大火。随后，俄舰”奥勒尔”号又被日舰打成瘫痪。

对日本舰队这阵报复住的炮火轰击，一位参战的俄国军官事后作了如下形容：“我们根本无法，也不可能去数一下到底有多少炮弹打来。不要说我们以前没见过，就是想象中也没见过如此强的火力。

在所有已被日本舰队炮火击中的俄舰中，首先沉没的是1898 年下水的12674 吨的“奥西里亚比亚”号装甲舰。由于该舰在战前没有合得把大量超载的燃煤抛入大海，造成其最厚装甲部位降到水线以下，所以，当它被击伤后，涌浪便很快从破口进入仓内加快了下沉的速度。在“奥西里亚比亚”号将要消失在海面的时刻，该舰舰长强忍剧烈的伤痛，履行他最后的职责。只见他站在舰桥上朝周围的水兵大声呼喊：“快点游开！

魔鬼会吞了你们！要是你们不游开，旋涡就会把你们吞下去啦。”片刻，这位舰长便和他的战舰一起，被大海吞没了。

激战中，日本舰队一直没有放松对“苏沃洛夫”号战列舰的攻击。“苏沃洛夫”号上的情况越来越槽，全舰已被无法控制的大火所笼罩；受伤的舰长也在日舰新打来的炮火中阵亡；罗日杰斯特文斯基的身上也增加了新的弹片，加重伤势。见此情形，第二太平洋舰队参谋长柯龙固尔果断下令，将罗日杰斯特文箭基和旗舰上的所有伤员转移到另一条俄舰上去。之后，13516吨的“苏沃洛夫”号到晚上被日本舰队击沉前，舰上仅剩下的3 名官兵，仍然操着唯一可用的尾炮朝着日舰射击了好长一阵子。

被打得懵头转向的俄国舰队，几次变换航向，想摆脱越来越猛烈的炮火，但日舰凭借航速优势，紧紧咬住俄舰不放，并与俄舰保持平行航行，利用有利的发射阵位对俄舰实施连续攻击。直到下午16 时，日本舰队的炮火轰击才暂告一段落。因为，这时东乡平八郎已在考虑下一步棋了。和俄国舰队脱离接触后，他把夜间攻击俄国舰队的任务交给了还未发生多大作用的鱼雷舰，自己率领舰队主力，星夜驶向俄国舰队必经的北方郁陵岛附近设伏。俄国舰队见日本舰队撤走，来不喘息片刻，撇下重伤的舰船，朝着海参崴的方向狂奔。

入夜，正当俄国舰队急于赶路的时候，数十艘日本鱼雷艇突然风驰电掣般地朝俄国舰队围攻上来。这些早已急不可耐的日本鱼雷艇冒着俄国舰队的拦击炮火，发起了鱼雷攻击。夜战中，俄国舰队竟然愚蠢地打开探照灯搜寻日本鱼雷艇，可这恰恰为日军发射鱼雷指示准确的目标。随着一声声“预备——放！”的战斗号令，无数条鱼雷从发射管里吐出，鲨鱼般地朝俄舰肚子上撞击。结果，经过两个多小时的激战，数艘俄国主力舰又被击毁。当然，日本舰队也为这次夜间袭击赔上了几艘鱼雷艇。

5 月28 日早晨，以逸待劳的日本主力舰队，果然在朝鲜东海岸郁陵岛附近等到了已被打得失魂落魄的俄国舰队。这时，接替罗日杰斯特文斯基指挥俄国舰队的，是涅波加多夫海军少将。当俄国舰队赶到距郁陵岛数十里时，涅波多加夫心想，日本舰队如果不来追赶，再坚持一天就可以到达海参崴了。