Впоследствии японцы, приложив немало трудов, поднимут большую часть кораблей порт-артурской эскадры, затопленных на мелководье. Они пройдут капитальный ремонт и будут введены в состав императорского военно-морского флота Японии.
В ночь перед сдачей крепости Порт-Артур ближайшие окрестности были охвачены заревом пожаров. Горели не только корабли эскадры и портовые суда. Громадный костер представлял из себя крепостной «минный городок». Много пожаров наблюдалось на Тигровом полуострове. На Золотой горе сжигался порох: время от времени там вздымались к небу огромные клубы ярко-розового дыма. С получением известия о сдаче крепости ее защитниками уничтожалось по возможности все, что могло стать военными трофеями.
В Порт-Артуре оставался отряд боеспособных быстроходных эскадренных миноносцев. Их командиры получили приказы выйти в Желтое море и пойти на прорыв мимо японских дозоров с целью укрыться в близлежащих нейтральных китайских портах. С наступлением темноты в море вышел миноносец «Статный», на котором в близкий порт Чифу были отправлены знамена воинских частей гарнизона, крепостные архивы и другие наиболее важные документы, прежде всего секретные. «Статный», встретившись в море с противником, искусно маневрируя, обманул его и благополучно достиг китайского портового города Чифу.
Успешно миновали японское блокадное кольпо на море эскадренные миноносцы «Смелый» и «Бойкий» (они прорвались в Киао-чао), а «Сердитый», «Скорый» и «Властный» пробились в Чифу. Ни один из них не был задержан по пути неприятельскими корабельными отрядами и не погиб в бою. С подобным успехом могли уйти из Порт-Артура в ту ночь и другие корабли, которые сохранили способность хода.
20 декабря 1904 года начались переговоры сторон о капитуляции Порт-Артура. С русской стороны делегацию возглавлял начальник штаба Квантунского укрепленного района полковник Рейс, с японской — начальник штаба осадной 3-й армии генерал Идитти. Рейс был уполномочен требовать, чтобы победители выпустили весь гарнизон с оружием в руках. Если же японцы не согласятся, то принять условия менее выгодные, если они не будут для портартурцев унизительны.
Генерал Идитти категорически отверг требование российской стороны о почетном выпуске из Порт-Артура войск гарнизона с оружием в руках, ссылаясь на распоряжение из Токио. Он дал полковнику Рейсу 50 минут на обсуждение условий капитуляции, подготовленных японской стороной. В 19 часов акт о капитуляции крепости был подписан сторонами. Порт-Артур после многомесячной героической обороны пал на 329-й день после начала Русско-японской войны.
Условия капитуляции были следующими: весь гарнизон попадал в плен (до окончания войны на Японских островах); генералы, адмиралы и офицеры сохраняли личное оружие и необходимые личные вещи. Обезоруженные солдаты, матросы и унтер-офицеры под командованием своих офицеров собирались на сборный пункт. Все форты, укрепления, корабли, оружие, боеприпасы, денежные средства и другое военное имущество передавалось в распоряжение японской армии в том виде, в каком они находились к моменту подписания акта о капитуляции.
Данные о состоянии Порт-Артурской крепости на 20 декабря 1904 года (2 января 1905 года) свидетельствуют: ее гарнизон еще мог держаться, облегчая тем самым положение русской Маньчжурской армии. Ко дню капитуляции в составе гарнизона числилось 32 400 человек, в том числе 5809 раненых и больных, 2994 лошади, 610 исправных орудий (из них 287 морских), 9 пулеметов, 207 855 снарядов различных калибров (не хватало только крупных калибров).
Японцы, по их данным, захватили в Порт-Артуре годных только 357 орудий и 133 799 снарядов. Остальные орудия были приведены в полную негодность русскими артиллеристами. Снаряды же или выбрасывали в воду внутренней гавани, или закапывали в землю и бросали в расщелины гор, или подрывали.
Еще не были исчерпаны запасы продовольствия. По данным ведомости состояния гарнизона и снабжения, крепость Порт-Артур к дню сдачи имела в наличии: муки на 27 дней (на крепостных складах ее хранилось около 50 тысяч пудов), крупы — на 23, чая — на 196, сахара — на 40, сухарей — на 21, сухих овощей — на 88, соли — на 175, овса, ячменя и бобов — на 34 дня. Сюда следует добавить почти 3 тысячи лошадей для убоя на мясные порции. По запасам продовольствия морская крепость России на Квантуне могла держаться еще 4—6 недель.
Гарнизон к дню сдачи крепости сохранял за собой большую часть порт-артурских укреплений. Из 59 укрепленных узлов (фортов, укреплений, батарей, редутов и других) защитники Порт-Артура за время осады потеряли не более 20. Защитники остальных сохраняли полную готовность и способность защищаться.
Японцам не удалось победить защитников Порт-Артура в открытом бою, и поэтому овладение русской морской крепостью, которая была сдана неприятелю двумя полновластными военачальниками в лице Стесселя и Фока, не принесло заслуженной славы японскому оружию. Крепость не была взята с бою. Об этом откровенно заявляет и сам командующий осадной 3-й японской армией Ноги в письме генералу Тераучи, написанном после сдачи Порт-Артура.
«…Единственное чувство, — писал он, — которое я в настоящее время испытываю, — это стыд и страдание, что мне пришлось потратить так много человеческих жизней, боевых припасов и времени на недоконченное предприятие».
После окончания Русско-японской войны по требованию российской общественности генералы Стессель, Фок, Смирнов и полковник Рейс были преданы военному суду по делу о капитуляции крепости Порт-Артур. Суд имел конечной целью отвести позор военного поражения империи на Дальнем Востоке от правительства и лично императора Николая II.
В деле о сдаче противнику Порт-Артурской крепости военный суд единственным виновником признал Стесселя. Прокурор потребовал для него смертной казни. Суд согласился с требованием обвинения, но вместе с тем постановил ходатайствовать перед императором Николаем II о замене осужденному расстрела десятью годами тюремного заключения. Бывший генерал русской армии был помилован царем, который высочайше даровал ему жизнь, и посажен в Петропавловскую крепость столицы. Там Стессель находился всего полгода, после чего был выпущен на свободу по «высочайшему повелению».
Весть о капитуляции крепости Порт-Артур, защита которого являла собой пример мужества и героизма на войне, облетела весь мир. Никто не мог, особенно в России, поверить, что столь блистательная оборона русской морской крепости закончилась столь бесславно. Даже такой идейный противник всяких войн, но истинный патриот Российского отечества, как великий русский писатель Лев Николаевич Толстой, участник героической обороны Севастополя в годы Восточной (Крымской) войны, публично заявил по такому поводу:
«Падение Порт-Артура мне было больно… Я сам был военным. В наше время этого не было бы. Умереть всем, но не сдавать… В наше время это считалось бы позором и казалось бы невозможным сдать крепость, имея запасы и 40-тысячную армию».
Значение обороны морской крепости Порт-Артур в ходе Русско-японской войны 1904—1905 годов велико прежде всего в стратегическом отношении. Крепость продолжительное время приковывала к себе значительные сухопутные силы Японии и практически весь императорский Соединенный флот, при осаде было растрачено огромное количество боеприпасов. Японцы потеряли при осаде Порт-Артура в общей сложности более ПО тысяч человек (из них до 10 тысяч офицеров) и 15 боевых кораблей. Еще 16 кораблей получили серьезные боевые повреждения.
На последний день Порт-Артурской эпопеи осадная 3-я японская армия состояла примерно из 97 тысяч солдат и офицеров. Таким образом, можно считать, что русские войска в Порт-Артуре сражались последовательно не менее чем с 200-тысячной неприятельской армией. Именно столько человек со стороны Японии участвовало в борьбе за русскую морскую крепость на Квантуне.
Потери японцев в войне на море за время осады равны приблизительно 5 тысячам матросов и офицеров, из них до двух тысяч убитых и утонувших: «Иосино» — 319 человек, «Хацусе» — 492 человека, «Такасаго» — 274 человека и так далее. Большие потери японцы понесли во время морских боев и сражения в Желтом море от минных постановок русских.