С. Н. Тимирёв вспоминал, что «японцы стреляли хорошо, но целились слишком высоко, видимо, желая сбить боевые рубки». Поэтому больше всего страдала верхняя часть кораблей – трубы, мачты и мостики. Выяснилось одно важное преимущество японской артиллерии: неприятельские снаряды при взрыве давали большое облако чёрного или желтовато-бурого цвета. Видя попадание своих снарядов, японцы хорошо корректировали стрельбу. Русские же снаряды давали лёгкое малозаметное облачко, которое быстро рассеивалось.

Когда эскадры, шедшие параллельными курсами, сблизились до 30 кабельтовых, бой закипел с особой силой. Японцы сосредоточились на «Цесаревиче» (флаг Витгефта) и «Пересвете» (флаг Ухтомского). «Цесаревич» временами вообще исчезал в облаках дыма. Русские броненосцы стреляли по «Микасе». Было замечено, что японский флагманский корабль ослабил огонь. Из крупных орудий у него теперь стреляло одно шестидюймовое. «Убеждаясь, что все наши суда, – вспоминал Тимирёв, – несмотря на наружные многочисленные повреждения, продолжают прекрасно держаться в строю, нисколько не отставая, японский же огонь начинает несколько ослабевать, мы уже начинали радоваться, что, благополучно выдержав 5-часовой почти непрерывный бой, удачно выполнили задачу и можем без помехи продолжать свой путь; подъём духа среди команды и офицеров дошёл до своего апогея – и тут-то произошло событие, сразу изменившее наше положение».[294]

Шедший головным «Цесаревич» вдруг повернул налево. «Ретвизан», следовавший за ним, сначала тоже повернул. Но «Цесаревич», продолжая поворот, направился прямо в борт «Победе», которая должна была уступить дорогу. Все броненосцы, за исключением «Цесаревича», застопорили машины и сбились в кучу. Флагманский корабль прекратил, наконец, циркуляцию и поднял сигнал, всех озадачивший: «Адмирал передаёт командование». Было около 6 часов вечера.

Как потом узнали, на «Цесаревиче» произошли драматические события. В начале шестого часа 12-дюймовый японский снаряд разорвался между верхним и нижним мостиками. Тело адмирала Витгефта обнаружено не было, нашли только ногу. Убито было ещё несколько офицеров штаба. Командир корабля капитан 1-го ранга Иванов решил пока не сообщать о случившемся и повёл эскадру прежним курсом. Но не прошло и часа, как в рубку залетел снаряд и убил рулевого, который в это время, чтобы немного выправить курс, дал право руля. Никем не управляемый броненосец стал делать ту самую циркуляцию, которая расстроила эскадру. Раненый командир корабля, находясь, видимо, не в себе, ушёл, ни о чём не распорядившись. Положение восстановилось, когда вышли из шока лейтенанты Д. В. Ненюков и В. К. Пилкин, которые наладили управление кораблём. Потом в рубку пришёл старший офицер Д. П. Шумов, взявший командование на себя и приказавший известить эскадру о том, что командующий выбыл из строя.[295]

Есть сведения о том, что адмирал Того в шестом часу вечера намеревался выйти из боя. «Микаса» был сильно повреждён, а запас снарядов за несколько часов интенсивного огня сильно уменьшился. Выше уже приводилось свидетельство Тимирёва, что неприятельский огонь начал ослабевать. Бубнов к этому добавляет, что расстояние до японской эскадры стало увеличиваться: неприятель постепенно уходил в сторону.[296] Видимо, какие-то распоряжения Того уже отдал. Но, видя возникшее в русской эскадре замешательство, он изменил решение. Японцы, как говорится в записке Колчака, начали охват русской эскадры, намереваясь расстрелять сбившиеся в кучу корабли. Однако эта попытка была пресечена смелым маневром «Ретвизана». Броненосец пошёл прямо на японский флагманский корабль, явно намереваясь его протаранить. Японцы, видимо, несколько растерялись, потому что их снаряды в этот момент дали перелёты. Получив два залпа из носовой и кормовой башен «Ретвизана», «Микаса» стал уклоняться в сторону, а за ним последовали другие японские корабли. «Ретвизан» же повернул назад и вернулся к своим броненосцам.

После Витгефта командование должно было перейти к Ухтомскому. Но из-за того, что на «Пересвете» были перебиты все снасти (фалы) на мачтах, новый командующий долгое время никак себя не обнаруживал. Наконец по наружным сеткам мостика на «Пересвете» растянули сигнал «Следовать за мною». Но это мало кто заметил. «Ретвизан» уже занял место головного и взял курс на север, в Порт-Артур. «Пересвет» покорно последовал за ним, а вслед за ними – другие броненосцы и крейсер «Паллада».[297] Когда «Паллада» проходила мимо «Севастополя», Н. О. Эссен спросил В. М. Сарновского, согласен ли он следовать вместе с ним во Владивосток. Командир крейсера отвечал, что эскадра идёт в Артур и надо идти вместе с ней.[298] Пробиваться во Владивосток в одиночку Эссен не решился, тем более что броненосец был тихоходный.

Дважды становясь во главе эскадры в критические моменты (после гибели Макарова и Витгефта), Ухтомский в том и другом случае пускал дело на самотёк. Тимирёв писал о нём, что это был человек храбрый, но «всему флоту была известна его полная неспособность к чему бы то ни было». А Эссен отмечал, что князь «был всегда особенным противником активных действий».[299]

Утром 28 июля, выходя в море, Витгефт дал сигнал: «В случае боя начальнику крейсеров действовать по усмотрению».[300] Командующий, возможно, имел в виду, что крейсеры, в случае неудачного исхода боя, могли бы попробовать самостоятельно прорваться во Владивосток. В критический момент сражения контр-адмирал Н. К. Рейценштейн вспомнил этот приказ и истолковал его по-своему. Он начал перестроение своего отряда, переходя на другую сторону броненосцев. Колчак писал, что «Аскольд» «метался, как сумасшедший, угрожая больше всего нашим миноносцам».[301] За «Аскольдом» пошли «Новик» и несколько миноносцев. «Диана» одно время следовала за эскадрой, потом тоже присоединилась к «Аскольду». Крейсеры с боем прорвались сквозь строй японских кораблей, но затем «Аскольд» и «Диана» повернули не во Владивосток, а на юг.

«Аскольд», в сопровождении одного из миноносцев, дошёл до Шанхая. По международным правилам корабль одной из воюющих сторон мог оставаться в нейтральном порту не более суток. Иначе его следовало интернировать до конца войны. В русской колонии Шанхая говорили, что командование крейсера нарочно затянуло починку, чтобы досрочно закончить военную кампанию.[302]

«Новик», единственный, кто пытался проскочить во Владивосток, встретил у берегов Сахалина два японских крейсера и вступил с ними в бой. «Новик» был сильно повреждён и затоплен своей командой, которая сошла на берег.[303] «Диана» дошла до Сайгона и даже успела заправиться углем, но осталась там по распоряжению из Петербурга. Три миноносца, в том числе «Бесшумный», были интернированы в Киао-Чао. Один из миноносцев разбился у берегов Китая.

На «Цесаревиче» офицеры решили идти во Владивосток. Броненосец отбился от атак миноносцев и миновал мыс Шантунг (Шандунь). Ночью очнулся раненый командир Иванов и приказал идти в Киао-Чао.[304]

Броненосцы, возвращавшиеся в Порт-Артур, ночью были атакованы миноносцами, но отбились от них без потерь. В издании Исторической комиссии Морского генерального штаба отмечается «неэнергичное использование японцами результатов окончившегося в их пользу сражения». Видимо, японская эскадра была сильно повреждена и Того удовлетворился тем, что загнал противника обратно в Порт-Артур. С его стороны это, конечно, было проявлением ведомственного эгоизма: уничтожение флота силами сухопутной армии должно было стоить ей огромных потерь.