倭国联合舰队在短时间内完成“U”型（“α”型）转向后，渐次采用抢占T字横头的战术穿过罗刹舰队，向罗刹舰队先头战舰攻击。在联合舰队转向的过程中，罗刹舰队曾打伤了倭国两艘装甲巡洋舰出云、浅间，但在转向完成后，倭国联合舰队利用其较高的航速和射速、以及火炮弹药威力方面的优势，渐渐夺取了战场主动权。
“集中火力攻击罗刹人旗舰！”东平下三郎打算擒贼先擒王，打掉罗刹人的指挥核心。
罗刹太平洋第2舰队旗舰苏沃罗夫公爵号遭到倭国舰队炮火的集中猛烈射击。
“砰…砰…”源源不断的炮弹打在苏沃洛夫公爵号上。
“为什么船不动！”有军官发现异常，大声质问道。
“船舵被打坏了！”顶着狂轰乱炸查看的水兵绝望道。
“快去汇报！”还没等水兵来到舰桥，又是一轮炮弹打过来。
在一阵惨叫中，苏沃洛夫公爵号的指挥室横尸遍野，“转移指挥权！……”罗日杰斯特重伤之躯，说完便昏死过去。
下午2时20分，船舵被打坏，军舰失去控制，舰队司令罗日杰斯特也身受重伤，旗舰的炮塔和无线电都受到损坏，全部上层建筑都被打烂的苏沃罗夫公爵号被迫退出战斗在海面上漂浮，太平洋第2舰队陷入没有指挥的混乱局面。
“升起旗帜，让各舰保持队形！”
“反击！反击！”声嘶力竭的声音在舰桥回荡。
临危受命的太平洋第2舰队第2分队的旗舰，奥斯利雅维亚号代替指挥升起司令旗。
“不要管苏沃洛夫公爵号了！打那个升起司令旗的奥斯利雅维亚号，苏沃洛夫号已经没有威胁！打升司令旗的战舰！”东平下三郎大声叫唤着，头上的伤口崩开也没有察觉。
不多时，奥斯利雅维亚号遭到6艘倭国战舰的集中轰击，遭到重创，下午3时30分左右沉没，全舰900名官兵幸存300余人。此后，失去统一指挥的战列舰亚历山大三世、博罗季诺夫、鹰、西索依维利基号也先后被重创。
在战列舰进行交战的同时，双方的巡洋舰也在激烈交锋。巡洋舰交火约从下午2时45分开始，主要是在倭国第三、四战队和俄国巡洋舰分队之间展开。战斗中，倭国3艘巡洋舰被重创，罗刹数艘辅助船中弹起火。至下午4时左右，罗刹舰队败局已定，前往海参崴的航道也已被封锁，由于双方舰队在烟雾中经常失去接触，航线混乱，双方开始了混战。
4时45分，倭国第五、六战队投入战斗，不久，罗刹巡洋舰斯维特拉娜号被击沉，另一艘旧式巡洋舰顿斯科伊顽强地抵抗了6艘倭国巡洋舰的围攻，并击伤了浪速、音羽，后为避免被俘而由船员自行凿沉。
战况处于劣势，部分罗刹舰船拼命加速，企图逃之夭夭。但是由于罗刹战舰老旧、航速缓慢，仅能达到十三节的航速。再加上舰船底部海藻杂物没有清理，更加拖慢了舰船航速，而倭国战舰最高可达到十八节的航速 。
联合舰队利用自己速度快的优势，不断占据优势的航向位置，不断开炮，打得罗刹舰队毫无还手之力。罗刹舰队杂乱无章的炮火还击，对倭国舰艇根本构不成威胁，那些看似威力巨大的舰炮辜负了罗刹人的期望。
“罗刹人如此弱鸡，真是天佑帝国！”日向开心地叫嚷道，嘴巴都快劽到耳根了。打完这一仗，他感觉倭奴显王国有实力和影响力升级为帝国。
“收拾完罗刹人舰队，我们应该进军海参崴！”一名军官说出了很多倭人官兵此时的想法。
“先打完这一仗再说！现在还不是得意忘形的时候！”东平下三郎制止了其他人的狂想，倭国靠着塔伦人和耶梅利卡人的融资贷款才打到现在，见好就收才是现在最好的选择。
倭国联合舰队利用高机动优势，快速追赶包抄罗刹海军。
双方的主力舰在4时45分、5时30分曾两次相遇，但罗刹战舰都受了重创，无法发起有力的攻击，结果3艘战列舰相继被击沉。晚7时，被打得千疮百孔的亚历山大三世号战列舰沉没，舰员全部遇难，几分钟后，博罗季诺号弹药库被日本富士号击中，弹药库被摧毁，并引起了锅炉爆炸，当即下沉，全舰官兵仅1人获救。在海上漂浮的旗舰苏沃罗夫公爵依然遭到倭方炮击，罗刹帝国驱逐舰风暴号冒险靠近旗舰，接走舰上伤员，其中包括舰队司令罗杰斯特文斯基。
“命令鱼雷艇编队，击沉所有受伤残存的罗刹舰队！”东平下三郎不想再浪费时间。
罗刹太平洋舰队第2舰队旗舰苏沃洛夫公爵号因多处损伤，航速减慢，且舰上只剩一门75公厘的尾炮尚在还击，最后在倭军鱼雷快艇队的包围及攻击之下，战沉全舰仅幸存20人。
到了当天下午，太平洋第2舰队已经损失惨重，旗舰苏沃洛夫号战列舰，以及奥廖尔号、波罗丁诺 号等多艘战列舰先后被重创或击沉，受重伤的原舰队司令罗日杰斯特被抬到了其他舰艇上。
“东平下三郎大将不愧是军神，现在该是我们报国的时候了！”
失魂落魄的罗刹海军不停歇地向北逃跑，但是附近海域已经布满了倭国人的鱼雷艇，这是东平下三