В 9 час. 39 мин. «Петропавловск» подорвался на японской мине (или на нескольких минах, связанных цепью), взрыв которой вызвал детонацию боевых зарядных отделений мин Уайтхеда, якорных мин в носовом минном погребе и боезапаса в крюйт-камере 12" зарядов. По воспоминаниям очевидца броненосец «сразу накренился и стал уходить носом в воду, над местом взрыва выкинуло громадное пламя и целую кучу дыма… Палуба мгновенно была объята пламенем. Трубы и мачты куда-то исчезли, корма выскочила из воды, винт левой машины заработал в воздухе, люди падали кучами, многие падали в винт, и их размалывало на наших глазах…». ¹¹ Через полторы-две минуты после первого взрыва «Петропавловск» скрылся под водой. Шлюпки с «Полтавы», «Аскольда», «Гайдамака» (минный крейсер) и эскадренных миноносцев спасли из воды 80 человек, в том числе командира броненосца капитана 1-го ранга Н.М. Яковлева, капитана 2-го ранга великого князя Кирилла Владимировича и 5 других офицеров.

На «Петропавловске» погибли 650 человек, среди них были адмиралы С.О. Макаров и М.П. Молас, и такие выдающиеся офицеры флота, как М.П. Васильев, А.К. Мякишев, Н.А. Кроун и К.Ф. Шульц, а также ветеран многих войн и походов художник В.В. Верещагин, бывший на броненосце в качестве волонтёра (выпускник Морского корпуса 1860 г.).

Вскоре броненосец «Победа» также подорвался на мине, но остался на плаву и был уведён на внутренний рейд командиром-капитаном 1-го ранга В.М. Зацаренным. На русских кораблях предположили, что против них действуют подводные лодки, и открыли беспорядочную стрельбу по воде и плававшим на её поверхности обломкам. Адмирал X. Того, тем не менее, не рискнул воспользоваться растерянностью противника, и около 15 час. Соединённый флот скрылся за горизонтом.

Катастрофа 31 марта имела необратимые последствия для российского флота: с гибелью С.О. Макарова флот потерял вождя, которого было трудно заменить. Среди десяти других адмиралов, самостоятельно командовавших флотом, эскадрами и отрядами в русско-японской войне, ни один не мог сравниться с первым командующим флотом Тихого океана. По образному признанию самих японцев С.О. Макаров на фоне своих коллег выглядел как «благородный журавль среди домашних петухов». ¹²

Гибель вождя произвела тяжёлое моральное впечатление на весь личный состав флота — от нижних чинов до старших офицеров и адмиралов. Очевидец катастрофы капитан 2-го ранга В.И. Семёнов записал в дневнике, как он укорял старшего боцмана «Дианы» за «похоронный» вид, «требовал, чтобы он всячески подбодрял команду, внушал, что без потерь нельзя — на то она и война». И боцман ответил: «Что броненосец! Хоть бы два, да ещё и пару крейсеров в придачу! — Голова пропала!». ¹³ У адмиралов В.К. Витгефта, П.П. Ухтомского и других, так же, как и у многих командиров кораблей 1-го ранга (Р.Н. Вирен) после 31 марта пропала уверенность в своих силах. Они, заведомо признавая превосходство японцев на море, уже не пытались возродить традиции наступательной тактики, сторонником которой был безвременно погибший С.О. Макаров.

С гибелью «Петропавловска» и подрывом «Победы» в распоряжении адмирала Е.И. Алексеева, прибывшего 2 апреля в Порт-Артур для личного руководства флотом, оказалось всего 3 линейных корабля и сравнительно слабый «Баян» против 14 японских броненосцев и броненосных крейсеров. При таком соотношении сил активные действия могли привести к гибели остатков русского флота в неравном бою с противником. Поэтому Е.И. Алексеев, подняв флаг на «Севастополе» и назначив флаг-капитаном походного штаба Н.О. Эссена, избрал сугубо оборонительный образ действий, ожидая окончания ремонта повреждённых броненосцев.

В то же время X. Того получил возможность направить большую часть 2-й эскадры X. Камимуры против Владивостокского отряда, который в марте 1904 г. в море не выходил из-за неясности направления очередного удара японцев. 3 апреля вице-адмирал Камимура с 5 броненосными, 4 бронепалубными крейсерами, посыльным судном, 4 истребителями и 2 транспортами покинул маневренную базу Соединённого флота и направился в Гензан. Ближайшей задачей командующего 2-й японской эскадрой было обеспечение высадки демонстративного десанта (рота пехоты) вблизи границы русского Приморья. Далее предполагалось, что X. Камимура в Японском море, а X. Того — с главными силами — в Жёлтом будут прикрывать перевозку на северо-запад Кореи войск японской 2-й армии, начавшей 7 апреля посадку на транспорты.

8 апреля адмирал Е.И. Алексеев, желая активностью Владивостокского отряда отчасти компенсировать бездействие главных сил флота в Порт-Артуре, разрешил контр-адмиралу К.П. Иессену выполнить набег на Цуругу и Хакодате силами трёх крейсеров (без «Рюрика») с целью «мешать перевозке вражеского десанта, а перед этим совместно с миноносцами произвести осмотр корейского берега». 10 апреля «Россия», «Громобой», «Богатырь» и миноносцы № 205 и № 206 вышли в море и через два дня, счастливо разминувшись в тумане с крейсерами Камимуры, подошли к Гензану. В Гензане миноносцы потопили японский пароход «Гойо-Мару» (600 брт). В тот же день, 12 апреля, отряд К.П. Иессена перехватил в море и потопил другой пароход — «Хагинура-Мару», после чего адмирал отправил миноносцы во Владивосток. Ночью русские крейсера встретили возвращавшийся в Гензан после демонстративной высадки десанта пароход «Кинсю-Мару», оставленный X. Камимурой и командиром 2-го японского отряда миноносцев без должной защиты.

По приказанию контр-адмирала Иессена командир крейсера «Россия» капитан 1-го ранга А.П. Андреев после досмотра потопил «Кинсю-Мару» миной Уайтхеда и артиллерией. Почти весь японский десант — рота 37-го пехотного полка (более 100 человек), оказавший некоторое сопротивление и брошенный своими офицерами, погиб. Военный комендант транспорта и несколько офицеров были взяты в плен. ¹⁴ Успех русского крейсерского отряда был достигнут благодаря скрытности, обеспеченной не только туманом, но и полным радиомолчанием (приказание К.П. Иессена). Японцы, наоборот, пользовались радиотелеграфом, что позволило русскому командованию знать о присутствии противника в северной части Японского моря.

В ответ на удачный набег русских кораблей эскадра X. Камимуры в ночь на 16 апреля выставила отдельными банками 75 мин в заливе Петра Великого на восточных подходах к Владивостоку. Учитывая небольшое количество японских мин, они не могли составить серьёзную угрозу судоходству. Однако из-за низкой организации противоминного наблюдения места заграждений не были своевременно обнаружены русскими. В результате летом 1904 г. на этих минах подорвались германский пароход «Тибериус» и миноносец № 208.

Успех Владивостокского отряда и отвлечение броненосных крейсеров X. Камимуры в Японское море в апреле 1904 г. не могли быть использованы адмиралом Е.И. Алексеевым под Порт-Артуром: японский флот сохранял превосходство в силах. Готовясь к высадке на Ляодунском полуострове войск 2-й японской армии, вице-адмирал Того по указанию ставки привлёк для конвоирования транспортов 3-ю эскадру вице-адмирала С. Катаока и отозвал её из Корейского пролива.

18 апреля 1904 г. в сухопутном сражении у Тюренчена 1-я японская армия генерала Куроки нанесла поражение русскому Восточному отряду и форсировала р. Ялу. Это первое поражение российских сухопутных войск было предопределено пассивностью главнокомандующего Маньчжурской армией генерала А.Н. Куропаткина, который не решился назначить достаточные силы для противодействия первому эшелону японской армии вторжения. Отступление русских в Северной Корее создало, наконец, благоприятные условия для высадки 2-й армии.