В январе 1904 года Макаров занимал должность главного командира Кронштадтского порта. Просьбы Макарова в Главный Морской Штаб, поддержанные наместником Е.И. Алексеевым, об усилении Тихооканской эскадры материальными средствами, остались без удовлетворения. Не уважили и его просьбу о повторном издании его книги «Рассуждения по вопросам морской тактики». После скандала, во время которого адмирал даже просил об отчислении от должности, «Рассуждения» решили напечатать, однако в Порт-Артур они так и не попали. В Японии книга Макарова была издана уже в 1898 году, и командующий японским Соединенным флотом вице-адмирал Хэйхатиро Того одним из первых прочел ее. Говорят, что во время войны с Россией Того имел эту книгу при себе и даже оставил на ее полях критические замечания. Тем не менее именно Макарову он отдавал предпочтение перед другими русскими адмиралами, называя этого главного своего соперника «почтенным журавлем среди тощих петухов». В одном поезде с прославленным адмиралом на Дальний Восток отправились первые десять мичманов досрочного «царского» выпуска, а также мастеровые и инженеры Балтийского завода, которые должны были наладить ремонт поврежденных противником кораблей – «Цесаревича», «Ретвизана» и «Паллады». В феврале 1904 года в Москве, когда «масса публики провожала только что произведенных в офицеры моряков», следовавших из Санкт-Петербурга на Дальний Восток, Владимир Гиляровский напутствовал новопроизведенных мичманов такими стихами собственного сочинения: «И сами идете вы славной стезей / В защиту родной стороны, / Туда, где кипит разгоревшийся бой, / Где веют знамена войны… / Где белые флаги с крестом голубым, / Качаясь на синих волнах, / Зовут вас к героям, собратьям своим, / Дерущимся в чуждых водах». Это стихотворение, при чтении «вызвавшее продолжительные овации автору» и напечатанное в первом выпуске «Иллюстрированного обозрения текущих событий» войны с Японией, с тех пор нигде не публиковалось. Слишком зловещими для моряков оказались результаты этой войны. Отправив Макарова в Порт-Артур, в Петербурге стали ждать победных реляций, но вскоре в столицу пришли совсем другие известия.

Макаров достиг Порт-Артура 24 февраля. «Прибытие адмирала Макарова вселяет во всех уверенность, что наконец-то флот наш выйдет из своего упорного бездействия и проявит более активную деятельность», – записал один из участников обороны крепости. «Как лихорадочно вдруг все работы закипели», – отметил в дневнике лейтенант В.И. Лепко. В первом же приказе Макарова стояли роковые слова: «Я постараюсь избежать случайностей, если не увлекусь делом вместе со всем моим флотом». Однако случайность подстерегла адмирала уже через 36 дней после его вступления в должность, и на 66-й день войны.

17 марта в Порт-Артуре состоялся парад по поводу шестой годовщины его занятия русскими войсками. С этого времени штаб эскадры увеличился еще на одного человека – великого князя Кирилла Владимировича, двоюродного брата царя, который стал начальником оперативного военно-морского отдела. Между ним и Макаровым особой близости не было, но это назначение позволяло надеяться, что родственник императора поможет продвинуть ему некоторые проекты, минуя Морское министерство.

Пасхальные праздники пришлись весной 1904 года на последнюю неделю марта. Великий князь отметил их трехдневным банкетом с участием большинства офицеров эскадры. Макаров ограничил увольнения на берег, а 29 марта (11 апреля) вывел всю эскадру в море для обучения маневрированию, «а отчасти, – как пишет участник событий, – и для протрезвления».

Утром 31 марта русские корабли, выходившие ночью в море для соприкосновения с противником, приближались к Порт-Артуру двумя колоннами. В 3 милях от Золотой горы броненосец «Петропавловск», шедший головным одной из них, задел носовой частью поставленную ночью японскую мину. Вот как рассказывает об этом один из участников обороны Порт-Артура военный инженер М.И. Лилье: «Приблизительно в 10 часов утра я был в порту и неожиданно увидел, как наши миноносцы полным ходом вылетали один за другим из Восточного бассейна. Тут я заметил, что на Золотой горе внезапно был поднят сигнал о каком-то несчастье, происшедшем на внешнем рейде. Когда я доехал до Электрического утеса, там все уже говорили о только что поразившей наш флот неслыханной катастрофе, которая превзошла своим ужасом все бывшие до сих пор… Ужасная катастрофа произвела потрясающее впечатление на гарнизон. Многие плакали. Солдатики на батареях набожно крестились. Мой товарищ, полковник Д., был так потрясен этой картиной, что с ним сделался обморок».

Но, как пишет тот же автор, «беды этого злосчастного дня на этом не кончились. Через четверть часа после трагической гибели „Петропавловска“ раздался новый взрыв, и броненосец „Победа“, внезапно получивший минную пробоину, сильно накренился и начал поспешно входить в Восточный бассейн. На эскадре, под страшным впечатлением неожиданных и непонятных взрывов, возникла паника, которая еще усилилась благодаря мелькнувшему у всех предположению, что наши броненосцы подверглись нападению подводных лодок. Все орудия, словно по команде, направились в воду вокруг судов, и поднялась отчаянная стрельба по невидимому врагу. Всю эту картину всеобщей растерянности и паники ясно видела японская эскадра, которая находилась в это время перед нашей крепостью, но огня почему-то не открывала. Это было крупным промахом со стороны японцев, так как, воспользуйся благоприятным моментом, они могли бы причинить нашей эскадре неисчислимые потери и достигнуть крупного успеха. Город долго не мог опомниться от ужасных впечатлений только что пережитого дня».

(Надо сказать, что весной 1904 года ни одна из воюющих сторон еще не имела на вооружении этого нового изобретения – подводных лодок, однако слухи об их появлении будоражили воображение как русских, так и японских моряков.)

В тот же день 31 марта 1904 года контр-адмирал И.К. Григорович послал в Петербург на имя Николая телеграмму, где сообщил предварительные данные о трагедии. Спустя несколько дней цифры потерь стали точнее: погибли 662 человека, спасти удалось только 79. Порт-Артурская газета «Новый край» привела следующие подробности гибели «Петропавловска»: «Когда наша эскадра подошла к Артуру и начала строиться в боевой порядок, броненосец „Петропавловск“ наткнулся на группу мин, разбросанных неприятелем. По другой версии, в него была выпущена мина Уайтхеда из подводной лодки. По словам спасшихся гг. офицеров и матросов, устанавливаются отдельные эпизоды гибели этой плавучей крепости. В 10 часов 20 минут справа, у носа „Петропавловска“, показался огромный столб воды. Люди, стоявшие у кормовой башни 12-дюймовых орудий, бросились на бок, но не успели отбежать нескольких шагов – как раздается второй страшный взрыв, поднимается огромный столб желтовато-бурого дыма и вся стальная громада объята пламенем; палуба „Петропавловска“ моментально приняла вертикальное положение, корма поднялась кверху; винты беспомощно завертелись в воздухе, носовая часть быстро погружалась. Кто мог, бросился спасаться, последние мгновения „Петропавловска“ настали, гигант погибал в виду крепости, на глазах всей эскадры. Дул сильный норд-вест, люди беспомощно боролись со стихией воды, а на быстро погружавшемся броненосце продолжались взрывы – предполагают, что детонировал пироксилин в бомбовых и минных погребах. При первом взрыве покойный командующий флотом вице-адмирал Макаров, стоявший на командном мостике, страшной силой взрыва, очевидно смертельно раненный, упал вниз. Великий князь Кирилл Владимирович, выброшенный напором воздуха в море, на лету получил два удара в голову, а когда очутился на поверхности воды, получил еще чем-то удар и, обессиленный, едва выгребал. Это были все мгновения. С приближавшихся миноносцев, со спешивших на помощь вельботов, с батарей фортов, с судов эскадры – отовсюду видели, как люди бросались в воду и погибали. Спасавшиеся со страшными усилиями выгребали в высоко вздымавшихся высоких волнах, а образовавшийся водоворот тянул их назад, в глубину 18 сажен, в морскую бездну, куда быстро погружался „Петропавловск“. Слышались голоса более сильных, спрашивали: где командующий, видели его пальто, но командующего не было – адмирал Макаров погиб. Подошедший миноносец „Бесшумный“ подобрал окоченевшего от холода великого князя. Через минуты с момента взрыва от „Петропавловска“ остались лишь мутное пятно на воде да масса обломков, на которых в ледяной воде морского прибоя боролись люди между жизнью и смертью».