Вслед за получением депеши с “Акицусимы”, командующий объединенным флотом распорядился выходить в море. Кроме того была отправлена телеграмма с распоряжением контр-адмиралу Деве срочно следовать к острову Цусима. Командирам отрядам миноносцев отдан приказ атаковать русских в сумерках, для чего по готовности следовать к северной оконечности острова.
Так как корабли первого отряда находились в полной готовности к выходу в море, то уже в 11 часов 1-й боевой отряд начал сниматься с якоря и выйдя из узкости, корабли повернули на юг. Японские броненосцы и крейсера сильно зарывались в воду, потоки воды с шумом стекали с палуб, мостики заливало дождем.
Теперь стоит обратиться опять к японскому официозу, ибо там описаны действия командования объединенного флота и их планы. После прихода русской эскадры в Циндао адмирал Того, не решился покидать стоянку в Такесики, дабы не терять ключевую позицию, поэтому за время стоянки японская эскадра производила мелкий ремонт, пополнила запасы угля и воды, из Сасебо доставлены полторы сотни 12” снарядов, но успели перегрузить только 30 штук. Штаб объединенного флота разработал план, согласно которого было предусмотрено, что 1-й боевой отряд вступит в сражение на коротких дистанциях и нанесет противнику максимально возможный ущерб. После чего следовало организовать ночные атаки всеми наличными миноносцами, 2-му боевому отряду была поставлена боевая задача, предотвратить прорыв русских броненосных крейсеров в Цусимский пролив и уничтожить их. В случае же неучастия ВОКа планировалось использовать 2-й боевой отряд для атаки уже ослабленной русской эскадры, а также для ее последующего преследования и уничтожения. Во исполнение этих планов адмирал Каммимура направил “Цусиму” 1 августа в дозор на 80 миль к северо-востоку от Цусимы и днем 3-го августа сам выдвинулся на северо-восток от острова Цусима.
Эскадра адмирала Того, в составе флагманского броненосцы “Асахи”, броненосцев “Сикисима”, “Фудзи” и броненосных крейсеров “Кассуга”, “Ниссин” и “Якумо” обойдя с юга остров Цусиму, направилась на восток, оказавшись тем самым в 10 милях от русской эскадры и некоторое время противники следовали паралельными курсами, не наблюдая друг друга, затем в 14 часов русская эскадра повернула на NO и спустя полчаса с “Цесаревича” увидели хвост японской колонны. Северовосточным ветром густой черный дым, валивший из труб японских кораблей относило в сторону русских. С борта броненосного крейсера “Якумо” тоже разглядели голову русской колонны, о чем немедленно сообщили на флагман. Некоторое время на “Асахи” размышляли о своих дальнейших действиях, после чего “Асахи” повернул влево на N, склоняясь к W и примерно в полчетвертого с “Цесаревича” разглядели, как на правом траверзе из серой пелены проступили силуэты японских кораблей. На мостике “Цесаревича” пересчитав и опознав японские корабли, пришли к выводу что “Микасу” в предыдущем сражении полностью вывели из строя, а может даже и утопили. Уверившись в правильности тактики по сосредоточению огня на флагмане, Матусевич отдал приказ бить по головному, в случае невозможности - стрелять по ближайшему противнику. Того не медлил и немедленно повернул на сближение. В 15 ч. 55 мин. “Цесаревич” дал пристрелочный залп по “Асахи” с дистанции определенной как 40 кабельтов. Выстрел лег с небольшим выносом по целику. Отряд крейсеров увеличив ход и перешел на нестреляющий борт русской эскадры. В этот день погода не благоприятствовала, волны захлестывали полубаки даже относительно высоких русских кораблей так, что брызги долетали до крыльев мостиков, бурное море врывалось в орудийные порты наветренной стороны, корабли сильно качали затрудняя наводку орудий. Загрохотали тяжелые башенные орудия, резко и отрывисто рвали воздух 6” орудия. От выстрелов содрогался весь корпус броненосца, выбрасывавший правым бортом снаряды в неприятеля. Неприятель отвечал шквальным огнем, и прошло не менее 10 минут, прежде чем на баке “Цесаревича” разорвался снаряд, обдав градом осколков носовую башню, не нанеся, тем не менее особого вреда. После того как противники пристрелялись, они обрушили друг на друга сотни килограмм раскаленного металла ежеминутно. Вскоре после начала боя наверх были вызваны и расчеты противоминных орудий. Дистанции меж противоборствующими эскадрами были не более 25 кабельтов. Стрельба русских кораблей была не в пример бою в Желтом море лучше. Оба флота шли на норд-ост параллельными курсами, было заметно, что японские броненосцы ощутимо сильнее зарывались в воду. Русская эскадра держала ход не менее 13-14 узлов, благодаря чему японцы, несмотря на все желание, не смогли отжать голову русской колонны к опасным камням, притаившимся в воде у мрачных скал острова Цусима.
Впрочем вот что пишет непосредственный участник сражения лейтенант Ненюков:
Над морем, прилипая к встрепанным волнам, тянулись полосы дыма и мглы. Под напором ветра эти полосы разрывались в клочья, и тогда на сером фоне неба смутно обозначались неприятельские корабли. Держась кильватерного строя, они шли друг за другом и, как разъяренные фантастические чудовища, выдыхали в нашу сторону молнии. Тем же отвечали им и наши броненосцы. Вновь, во второй раз за прошедшую неделю сошлись в поединке главные силы империй в попытке решить исход дальневосточной войны. От орудийных выстрелов, то далеких, то совсем близких, стоял такой грохот, как будто небо превратилосьв железный свод, по которому били стопудовые молоты. Сотни снарядов, которых не видишь, но полеты которых ощущаешь всем своим существом, с вибрирующим гулом пронизывали воздух, описывая траектории встречными-курсами. Вокруг наших судов, в особенности передних, падал тяжеловесный град металла. Металось, вскипая, море, и над его поверхностью на мгновение с ревом вырастали грандиозные фонтаны, смешанные с черно-бурым дымом и красным пламенем. Некогда было опомниться в этом сплошном сотрясении воздуха, корабля, человеческих нервов….
Первоначальное распоряжение гласило бить по головному. Но так как “Асахи” засыпали снарядами, то вскоре артиллерийские офицеры утратили возможность различать разрывы и огонь стал переносится, на другие японские корабли. Огонь японских корблей в свою очередь оказался достаточно точным и более сосредоточенным, так как вновь под ударом оказались русские флагмана. Ежеминутно противники обрушивали друг на друга сотни снарядов. Море кипело вокруг. Огромные столбы воды при попаданиях у борта, вздымались вровень с трубами и затем обрушивались на борт, заливая верхнюю палубу и казематы. Предсмертные вопли, крики людей, искалеченных и обезумевших от ужаса, мешались с грохотом взрывов, завыванием огня и лязгом рвущегося железа.
Пара попаданий в “Цесаревич” вызвали кратковременные пожары. Попадания в русские корабли были хорошо заметны со стороны, там как после каждого попадания взлетала куча обломков, появлялось пламя и облака густого черного дыма. Так же интенсивно обстреливался и “Ослябя”, несколько снарядов взорвались на спардеке, вызвав обрушение кормовой трубы. Примерно в 16 ч. 50 мин. “Ослябя” получил попадание большим снарядом ниже ватерлинии в носу и через большую пробоину принял очень много воды. Другой снаряд пробил броню в средней части корабля и проник в угольную яму, что привело к серьезным затоплениям. Корабль получил сильный крен на левый борт и осел носом, контрзатопление и попытки заделать пробоины оказались безуспешными. Вода хлынула внутрь корабля, разливаясь по бронепалубе и попадая в орудийные погреба. Кроме того, носовая башня попаданием тяжелого снаряда была выведена из строя, а бронененосец огрызался из немногих уцелевших орудий. В 17 ч. 10 мин. “Ослябя” выкатился из строя влево и почти в это же время получил попадания в носовую часть у ватерлинии двумя большими снарядами, один из которых проделал вторую огромную пробоину рядом с первой опасной пробоиной. Спустя несколько минут, сильно осев носом, сумев справится с повреждениями броненсец вернулся в строй, пристроившись за “Победой”. Но долго удержаться в строю броненосцу не удалось, ввиду сильных затоплений в носовой части, которое усугублялось, тем, что корабль следовал носом к волне. Вскоре “Ослябя” стал отставать и через 15-20 минут отставал от “Победы” на 2-2.5 мили. Вскоре распространение воды по носовой части привело к тому что броненосец осел носом по носовую башню и оголились кормовые винты. С этого момента трагедия стала неизбежной. Внимательно следивший за происходящим с мостика “Аскольда” Рейценштейн принял решение идти на помощь и крейсера повернули влево последовательно на обратный курс. Но было уже поздно, вода стремительно распространялась по кораблю, с шумом врываясь в отсеки. Команда покинуть корабль запоздала, и матросы стали самостоятельно покидать боевые посты. Хуже всего пришлось машинно-котельной команде. Людей карабкавшихся по отвесным трапам врывающиеся потоки соленой воды сбивали с ног и калечили. Лейтенант Нидермиллер, поднявшийся в этот момент в боевую рубку, вспоминал впоследствии, что командир броненосца выйдя на левое крыло мостика и вглядевшись в приближающиеся крйсера сказал - Да, тонем, прощайте. После чего распорядился:
