Вернувшись в Артур, «Цесаревич» занял свое место по диспозиции, имея по носу крейсер «Аскольд», по пеленгу правого борта — броненосец «Победу» и становясь в створ с броненосцем «Севастополь». «Цесаревич» занимал место на внешней линии диспозиции — левый борт броненосца был обращен к открытому морю. Напряжение на «Цесаревиче», как и на других кораблях эскадры, возрастало. С борта броненосца наблюдали повальное бегство японцев из Порт-Артура, в кают-компании муссировали слух о разрыве с Японией дипломатических отношений и о возможном развитии дальнейших событий. Мощный и вместе с тем изящный корабль совершенно нового типа — «Цесаревич» — выделялся на фоне неуклюжих броненосцев эскадры. Соперничать с ним мог только «Ретвизан», но все единодушно отдавали предпочтение «Цесаревичу». «Краса нашего флота!» — с восторгом записал в своем дневнике один из офицеров эскадры, явно передавая общее мнение. (Броненосец «Цесаревич» очень выгодно отличался и от кораблей, которые вчитались его улучшенными вариантами, и уж конечно, был мощнее любого из японских броненосцев. Достаточно вспомнить, что даже «Микаса» и «Асахи» при стрельбе орудиями главного калибра для перезарядки вынуждены были ставить башни почти по ДП. На русских же кораблях башни перезаряжались в любом положении. Не плохая боевая техника, а полное неумение и нежелание воевать привели Русский Флот к уничтожению
Ночь с 26 на 27 января 1904 года выдалась тихая, темная, ясная и прохладная. «Прекрасная ночь для атаки!» — записал в своем дневнике командир японского миноносца «Акацуки» лейтенант Суецуги, чей миноносец в составе 1-го отряда истребителей подкрадывался к рейду Порт-Артура. Вынужденная взяться за оружие, чтобы отстоять свою честь и интересы, Япония решила использовать это оружие с наибольшей эффективностью. Весь исход будущей войны зависел от захвата флотом инициативы в войне на море. Нокаутировать Русский Флот первым ударом так, чтобы он долго не мог прийти в себя и предпринять какие-либо активные действия, вот что лежало в основе японского боевого плана. И, право, нет ничего постыдного во внезапном ударе по противнику. Напротив, удача внезапного нападения говорит о прекрасном планировании в обеспечении операции, а также, о великолепном боевом мастерстве ее непосредственных исполнителей. Позорно другое — в течение ста пятидесяти лет постоянно подставлять свои вооруженные силы под удары внезапного нападения, терпеть позорнейшие поражения или, завалив противника десятками миллионов трупов, достигать сомнительных побед. Достижение же внезапности, особенно внезапности в войне на море, является вершиной военно-морского искусства.
Естественной целью для головных японских миноносцев стали русские корабли, дежурившие по освещению рейда — «Ретвизан» и «Паллада». Шедший концевым «Акацуки» вышел в атаку в 23.38, почти одновременно с «Касуми». Уже был подорван «Ретвизан», море кипело от снарядов, миноносцы шли через перекрестие щупальцев прожекторов. «Акацуки» выпустил торпеды, услышал прекрасную музыку их взрыва и, резко положив руль, вышел из боя в спасительную темноту ночи. На броненосце «Цесаревич» вахтенный офицер мичман Гильдебрандт в 23.38 заметил два миноносца, приближавшихся с левого борта без огней. Он тут же пробил сигнал «отражение минной атаки» и приказал открыть огонь. Выбежавший из своей каюты по тревоге командир броненосца капитан 1 ранга Григорович в 23.40 увидел в воде приближающуюся торпеду, которая попала в кормовую часть корабля.
После взрыва торпеды «Цесаревич» резко накренился на правый борт, затем выпрямился и стал валиться на левый борт. Немедленно был отдан приказ разводить пары во всех котлах и затопить водой коридоры правого борта. Крен «Цесаревича» быстро увеличивался, вскоре достигнув 16°. Вода, хлынув через пробитые переборки, затопила рулевое отделение, помещения кормового ТА, боевого лазарета и склада мин, кают-компанию и офицерские помещения. Была затоплена вся жилая палуба от 73 шпангоута и часть батарейной палубы. Электричество по всему кораблю погасло, кормовые водоотливные средства вышли из строя... От подводки пластыря пришлось отказаться, поскольку пробоина оказалась под подзором: и пластырь нельзя было подтянуть, не пропустив шкоты снаружи гребных винтов, что помешало бы дать ход.
Между тем, миноносцы второй волны пытались добить «Цесаревича» торпедами. Однако, встреченные сосредоточенным огнем кораблей русской эскадры японские миноносцы выпустили торпеды с большой дистанции. Одна из этих торпед прошла за кормой «Цесаревича» ближе к берегу, а вторая — в нескольких десятках метров по левому борту. Крен «Цесаревича», несмотря на энергичные меры, принятые для спасения корабля, продолжал увеличиваться и поэтому командир броненосца принял решение при первой же возможности сняться с якоря и выброситься на мель.
В 00.50 электричество на корабле было восстановлено и машины были готовы к действию. На броненосце отклепали якорный канат, и «Цесаревич», дав ход, пошел, управляясь машинами, в обход эскадры к берегу. Крен корабля, дойдя до 18°, стал медленно уменьшаться. С броненосца велся беспорядочный огонь по всем подозрительным предметам на воде. Только в 00.55 с «Цесаревича» сигналом известили командующего эскадрой о случившемся, передав прожектором сообщение: «Взорван. Имею сильную течь. Нуждаюсь в немедленной помощи. Прошу прислать буксирный пароход.» Когда «Цесаревич» в обход эскадры шел ко входу на внутренний рейд Порт-Артура, к нему по приказу адмирала подошел крейсер «Аскольд», на который с «Цесаревича» голосом передали: «Иду в гавань». Корма броненосца продолжала погружаться, корабль терял ход. Только в 02.30, когда броненосец уже обошел эскадру, к нему наконец подошли портовые баркасы и повели «Цесаревича» на внутренний рейд.
Благополучно миновав сидящий на мели в проходе подорванный «Ретвизан», который загородил собою половину прохода, «Цесаревич» приткнулся затопленной кормой на мель. Корма броненосца погрузилась до батарейной палубы, и вторая половина прохода оказалась блокированной. Несмотря на все усилия, буксиры не могли стащить гигантский броненосец с мели. Немедленно была начата разгрузка кормы «Цесаревича» — были разгружены кормовые снарядные погреба и угольные ямы. Утро 27 января осветило мрачную картину подорванных кораблей, блокированной гавани и нараставшую неразбериху в сочетании с начинающейся паникой из-за подхода японского флота к Порт-Артуру.
В бою 27 января, когда к Порт-Артуру подошли главные силы адмирала Того, сидящий на мели в проходе «Цесаревич» был снят с мели с помощью буксиров и собственных машин. Волоча корму по грунту, броненосец перешел на внутренний рейд и стал там на бочку. При осмотре корабля выяснилось, что на броненосце затоплены: рулевое отделение, машинный и провизионный склады, арсенал, боевой лазарет, минные и электропомещения, помещения водолазов и гальванеров, цейхгауз и один кормовой отсек левого борта. Корма «Цесаревича» погрузилась на восемь футов выше ватерлинии.
Водолазы выяснили, что удар торпеды пришелся между 31-37-м шпангоутами у начала дейдвудной трубы, причем, центр взрыва находился в девяти дюймах ниже ватерлинии против помещения корабельного арсенала. Силой взрыва борт броненосца был прогнут на три-четыре фута внутрь, образовав большую чашкообразную впадину с пробоиной площадью в двести кв. футов. Наибольшая длина пробоины двадцать футов, высота — семнадцать футов. Листы обшивки оказались загнутыми далеко внутрь корабля и приподнятыми кверху. Переломаны, скручены и смяты восемь шпангоутов, двухслойная броневая палуба выгнута вверх на два-три фута, бимсы смяты, оторваны и расплющены. Поперечная переборка из помещения арсенала в рулевое была повреждена у борта, водонепроницаемая дверь сорвана с задраек, однако, продольная двухслойная переборка, отстоящая на двенадцать футов от борта, выстояла и не получила никаких повреждений. Борт «Цесаревича» оказался помятым на длину тридцать шесть футов, ширину — двадцать четыре фута, с общей площадью вмятины пятьсот кв. футов. Кроме того, оказалась вдавленной внутрь 10" броневая плита нижнего пояса, рубашка за которой была местами прорвана и растрескалась. Во время взрыва в затопленном рулевом отделении утонул машинист Афиноген Жуков, оказавшийся единственной жертвой на «Цесаревиче» в первую ночь войны.
