Японцы не прекращали бомбардировки укреплений крепости и гаваней Порт-Артура из осадных мортир. Но пока не имели возможности корректировать свой огонь. При бомбардировках гаваней корабли постоянно получали повреждения, которые едва успевали чинить. 22 августа 1-я Тихоокеанская эскадра официально прекратила свое существование, а из оставшихся кораблей был сформирован отряд броненосцев и крейсеров. Каждый из них поддерживал определенный участок сухопутного фронта, для которого передавали оставшиеся орудия. Там же действовали десантные роты с кораблей.
К середине сентября на всех кораблях повреждения были исправлены. Но несмотря на приказ наместника собрать боеспособные корабли и еще раз попытаться прорваться во Владивосток, новый командующий эскадрой капитан I ранга Р. Н. Вирен, произведенный в контр-адмиралы, и сменивший П. П. Ухтомского продолжал держать корабли в крепости.
После неудачи первого штурма крепости японцы решили применить 23-тонные 280-мм осадные мортиры, стрелявшие 200-кг снарядами на 7 километров. Японцы их называли "малышками из Осаки". Мортиры устанавливались на бетонных основаниях за склонами гор, что делало их недосягаемыми для огня русских батарей и кораблей. Всего под Порт-Артуром было установлено 18 подобных орудий. 19 сентября состоялся первый обстрел крепости 280-мм мортирами. В первый же день в броненосец "Полтава" попало 11 снарядов, 9 снарядов попало в броненосец "Пересвет". Были попадания и в другие крупные корабли. Корабли пытались укрыться от обстрелов на внешнем рейде, но там их подстерегала другая опасность — мины и атаки японских кораблей. Обстрелы из мортир стали ежедневными, последний состоялся 19 декабря, накануне сдачи крепости. Один из участников обороны так описал обстрелы 280-мм мортир: "Страшно тяжелое впечатление производит картина методичного расстреливания японцами наших судов, неподвижно стоящих в Западном и Восточном бассейнах и покорно ожидающих своей смерти. Всякая надежда на выход в море и проявление нашей эскадрой какой-либо деятельности давно уже утрачена. Никто не верит в возможность этого, никто теперь об этом даже и не говорит. Все сознают, что роль флота закончена…" 7 сентября японцы захватили гору Длинная и получили возможность корректировки огня мортир. Попадания снарядов в корабли участились.
12 октября японцы потопили крейсер III ранга "Забияка" в Западном бассейне. 13 октября — пароход "Аргунь". 17 октября — транспорт "Ангара". В ходе обстрелов 19–20 октября были потоплены пароходы "Гирин", "Зея" и "Бурея".
Активно на море продолжалась лишь минная война, в которой обе воюющие стороны несли потери. 28 сентября на мине подорвался японский истребитель "Харусаме", а 13 октября — броненосец "Асахи", но его повреждения были незначительны, он ушел на базу к островам Эллиота, а потом на ремонт в Японию. 20 октября на мине подорвался истребитель "Оборо". 24 октября на камнях погибла канонерская лодка "Атаго".
С русской стороны 29 октября на мине подорвался миноносец "Бдительный". Его удалось привести в Порт-Артур, но ремонтировать не стали, поскольку возможности мастерских были сильно ограничены. 31 октября на мине подорвался и затонул миноносец "Стройный". Экипаж был спасен миноносцем "Сильный", который также подорвался на мине, но не затонул и был приведен в гавань крепости на буксире. Восстанавливать его не стали, а разоружили и поставили в гавани.
30 октября началась третья атака Порт-Артура, в ходе которой после тяжелых и продолжительных боев, японским войскам удалось захватить гору Высокую (203 м). Эта высота имела стратегическое значение — с нее открывался прекрасный вид на Порт-Артур, что позволило бы японцам корректировать огонь осадных орудий. Крепость была видна как на ладони — от восточной окраины Старого города до западной Нового города. Отлично были видны места стоянки кораблей, арсеналы, казармы, мастерские, доки, склады, пакгаузы, железная дорога, вокзал, станционные постройки.
Необходимо было отправить сообщения о начале нового штурма крепости, о состоянии кораблей эскадры и ночью 3 ноября в Чифу был направлен миноносец "Расторопный", который успешно прорвал японскую блокаду. Его командир, помня о судьбе "Решительного", приказал уничтожить корабль. Миноносец был взорван, а экипаж интернирован. Таким образом, к середине ноября в Порт-Артуре оставалось семь боеспособных миноносцев — "Бойкий", "Властный", "Скорый", "Смелый", "Статный", "Сердитый" и "Сторожевой", которые продолжали нести дозорную службу.
22 ноября после 15-дневной обороны г. Высокая была оставлена русскими войсками. Японцы немедленно приступили к сооружению на ней корректировочного поста для своих 280-мм мортир.
С падением Высокой решилась судьба кораблей эскадры — их ждал расстрел. Что же предприняло командование эскадры для спасения кораблей? К сожалению, ничего! Хотя еще в начале ноября, в разгар боев за Высокую, Вирен получил через русского консула в Чифу приказ наместника о прорыве во Владивосток: "При неуспешности его искать убежище в иностранных портах или (как чрезвычайная мера) затопить суда вне порта на глубине, с которой завладеть судами японцам было бы невозможно".
Хотя корабли русской эскадры в море уже не выходили, японцы продолжали нести потери, но лишь от русских мин. 10 ноября на мине подорвался японский миноносец № 66, но его смогли отбуксировать в базу. 17 ноября на мине погибла канонерская лодка "Сайен". 27 ноября на мине подорвался крейсер "Акаси", его смогли на буксире отвести на ремонт в порт Дальний. 30 ноября на мине подорвался и затонул крейсер "Такасаго", погибло 23 офицера и 251 нижний чин. Того отдал приказ со 2 декабря прекратить постановку мин. Теперь они представляли опасность лишь для японских кораблей — их могло в шторм сорвать с якоря и принести на позиции патрулирования японских кораблей.
Первой жертвой японских мортир стал броненосец "Полтава". 22 ноября в 13.30 280-мм снаряд попал в левый борт корабля, пробил броневую палубу и взорвался в погребе 47-мм снарядов. Начался пожар, и в 14.00 снаряды взорвались. Взрыв разрушил часть часть корпуса и повредил водонепроницаемые переборки. В 14.45 броненосец сел на грунт. Его экипаж перешел на сухопутный фронт. В тот же день последовал приказ Вирена свезти весь боеприпас с кораблей на берег. Также это касалось провизии и вещей экипажей кораблей. На самих кораблях теперь оставались лишь аварийные партии, которые тушили пожары и боролись за живучесть кораблей. 23 ноября главной целью японцев стал броненосец "Ретвизан". В 16.05 после большого числа попаданий он сел на грунт с креном на правый борт. Утром 24 ноября с него свезли всю провизию и вещи команды, оставшиеся снаряды погрузили на баржу и отправили в Минный городок. Тем же утром японцы добили "Победу", которая села на дно, накренившись на правый борт. Один из снарядов сбил фок-мачту, другой произвел большой пожар на палубе. Следующей жертвой стал "Пересвет", который также был потоплен в тот же день. Всего в него попало 11 280-мм снарядов. Броненосец сел на грунт с дифферентом на корму и креном на правый борт. Вскоре та же участь постигла крейсеры "Паллада" и "Баян". На обоих крейсерах возникли пожары. Оставленные командами корабли выгорели и сели на грунт — 25 ноября "Паллада", утром 26 ноября — "Баян". В доке был потоплен минный заградитель "Амур", а у Перепелиной горы — канонерская лодка "Гиляк". Из эскадры оставались лишь "Севастополь", канонерские лодки "Бобр" и "Отважный", а также миноносцы. 26 ноября Того лично посетил гору Высокую и с наблюдательного поста осмотрел уничтоженную русскую эскадру. В тот же день он отдал приказ часть кораблей отправить в Японию на ремонт — в Порт-Артуре у него больше не было противника, надо было готовиться к боям с приближающейся 2-ой Тихоокеанской эскадрой. Таким образом, к 25 ноября из крупных кораблей эскадры уцелел только броненосец "Севастополь", находившийся в Восточном бассейне. В него уже попало несколько 280-мм снарядов. Вечером 25 ноября Вирен разрешил командиру "Севастополя" капитану I ранга Н. О. Эссену вывести броненосец на внешний рейд. В ночь на 26 ноября корабль перешел в бухту Белый Волк, где уже находилась канонерская лодка "Отважный". Броненосец стал на якорь и приготовился к обороне. Эссен планировал прорвать блокаду и уйти на соединение со 2-й Тихоокеанской эскадрой. Корабль стал готовиться к отражению атак японских истребителей — на него загрузили боеприпасы, поставили противоторпедные сети, начали приготовление к установке вокруг броненосца противоторпедного бона.
