В произошедшем бою японцы сумели достичь попаданий в легкий крейсер «Светлана». Этот небронированный крейсер яхтенного типа получил пробоину в носовой части, через которую начала вливаться вода. Была затоплена носовая и она же единственная электростанция. Крейсер погрузился в темноту. Приняв много воды, крейсер сел носом на 4 фута, потерял до 4 узлов хода, но продолжал доблестно участвовать в сражении.
Кроме «Светланы», попадания были во вспомогательный крейсер «Урал», в транспорт «Камчатка» и в буксир «Русь». Последний лишился хода столь внезапно, что шедший сзади транспорт «Анадырь» не имел времени отвернуть и протаранил застопоривший впереди буксир. «Урал» и «Русь» были оставлены командами. Команда буксира была вольнонаемной. Оставленные командами корабли, однако, остались на плаву и их потопили позднее японцы, не предполагая, что они покинуты командой.
Японские крейсера шли расходящимся курсом с русскими крейсерами. Поэтому они в 3 часа 15 минут повернули и легли на параллельный курс с русскими кораблями. Бой шел на дистанции в 28 кабельтовых. Японский крейсер «Такачихо» получил повреждение рулевого привода и должен был покинуть место сражения. Крейсер справился со своей аварией только к 6 часам вечера.
В 3 часа 35 минут Энквист со своими двумя лучшими крейсерами направился на помощь броненосцу «Суворов», но, обнаружив, что к нему уже подходят русские броненосцы, он снова повернул назад на защиту транспортов, которые в это время, кроме японских крейсеров 3-го и 4-го отрядов, были также атакованы крейсерами 5-го и 6-го отрядов. Движение Энквиста на помощь «Суворову» было сделано в порыве лучших чувств, но не было благоразумным, так как ослабило наш крейсерский отряд в самый критический момент на два своих самых сильных корабля. При обратном движении Энквиста на защиту транспортов к нему присоединились оба легких крейсера, «Жемчуг» и «Изумруд», шедшие до того времени с нестреляющего борта русских броненосцев.
Русские крейсера вели неравный бой с двойным количеством японских крейсеров, стрелявших по русским кораблям с четырех разных сторон. Неприятельский снаряд попал в боевую рубку «Авроры», свалил фок-мачту, вызвал пожар и убил командира крейсера, капитана 1-го ранга Евгения Романовича Егорьева. Были тяжело ранены старший офицер капитан 2-го ранга Аркадий Константинович Небольсин, артиллерийский офицер лейтенант князь Александр Владимирович Путятин, командир плутонга мичман Василий Васильевич Яковлев и ранены другие офицеры, находившиеся в рубке. Когда обливавшегося кровью Яковлева проносили мимо орудий, которыми он командовал, то молодой офицер повторял: «Братцы, цельтесь хорошенько». Крейсер с поломанной передней мачтой, со свисающими реями, с охваченным пожаром мостиком не прекращал боя, и таким он сохранился в памяти С.В. Лукомского, когда он определял расстояние до неприятельских кораблей по дальномеру с мостика крейсера «Владимир Мономах».
И в крейсер «Владимир Мономах» попало несколько снарядов, которыми была перебита и ранена прислуга двух орудий. Были попадания и в другие крейсера. Но, на счастье, японские крейсера еще не имели снарядов, начиненных новым взрывчатым веществом, которыми стреляли из тяжелых орудий японские броненосцы и броненосные крейсера. Бой крейсеров происходил приблизительно в равных условиях. Оба противника применяли одинаковые технические средства. Поэтому повреждения на русских крейсерах, несмотря на двойное превосходство японцев в силах, не были очень серьезными. Попадания японских снарядов произвели некоторые разрушения на верхней палубе, но механизмов крейсеров не затронули. Все крейсера, за исключением «Светланы», сохранили свой ход. Транспорта пострадали больше, в особенности «Камчатка» и «Иртыш».
Когда бой крейсеров достиг наибольшего ожесточения, с севера показались идущие на юг русские броненосцы. Русские крейсера направились к ним навстречу. Идущий головным «Бородино» со всей остальной эскадрой направился в середину между линиями русских и японских крейсеров, прикрывая своими бронированными боками русские крейсера и транспорта и открыв огонь по японским крейсерам с расстояния в 25–30 кабельтовых. «Олег» и «Аврора» немедленно повернули и заняли место позади колонны броненосцев. Положение немедленно изменилось. Японские крейсера начали нести жестокие потери.
Флагманский крейсер 3-го боевого отряда «Касаги» (флаг вице-адмирала Дева) получил большую пробоину в борту близ ватерлинии. Вода залила одну кочегарку, крейсер немедленно потерял ход, должен был выйти из строя и под конвоем крейсера «Читозе», тоже получившего повреждения, уйти в 5 часов 45 минут в бухту Абурадани на острове Ниппон для немедленного исправления повреждений, угрожавших крейсеру гибелью.
Такой возможности русские корабли не имели. Они должны были исправлять повреждения и подводить под пробоины пластыри тут же в бою или, в лучшем случае, в коротких перерывах между отдельными фазами сражения, не прекращая хода и вопреки сильной волне, мешавшей подвести пластырь как следует. В результате не всегда удавалось остановить течь, и корабли погибали, тогда как при наличии под боком баз, какими располагал японский флот, эти корабли могли быть спасены.
Флагманский крейсер 4-го отряда «Нанива» (флаг вице-адмирала Уриу) также получил серьезную пробоину и, согласно рапорту адмирала Того, также вышел из боя. Крейсер 5-го отряда «Мапусима» из-за попадания, повредившего рулевое устройство, должен был в 5 часов 10 минут также покинуть место сражения и больше уже в бою не участвовал. Таким образом, 5 японских крейсеров покинули место боя, а если считать и «Идзуми», то шесть, а остальные получили попадания и были в разной степени повреждены. Наверно, часть этих крейсеров была бы потоплена, если бы русские броненосцы стреляли такими же снарядами, какими стрелял «Владимир Мономах».
Урон, понесенный японскими легкими крейсерами, был бы еще более чувствительным, а может быть, и катастрофическим, если бы около пяти часов на поле сражения не появился второй броненосный отряд адмирала Камимуры, который немедленно зашел с юга между линией русских броненосцев и рассеянными группами японских легких крейсеров, прикрыл последние от русского артиллерийского огня и сам открыл огонь по русским броненосцам. Согласно уже испытанной в этом бою тактике, огонь был открыт в первую очередь по русским головным кораблям.
В это время русские броненосцы, прикрывая находящиеся на севере транспорта, шли на запад-северо-запад. Расстояние между противниками – 35 кабельтовых. Бой длился недолго – до 5 часов 10 минут. Русские склонились дальше к северу, а японские броненосные крейсера предпочли не мешать движению русской эскадры дальше на северо-запад, хотя от их внимания не должно было уйти, что идущий третьим в строю «Александр III» получил, очевидно, новые сильные повреждения и должен был еще раз покинуть строй. Русский медведь был тяжело ранен, но этот медведь еще был слишком силен для одних броненосных крейсеров адмирала Камимуры.
Японский адмирал удовлетворился тем, что спас от большой опасности японские легкие крейсера, и не старался удержать боевое соприкосновение с русскими броненосцами. Продолжая идти еще полчаса в одном направлении с русской эскадрой, но на почтительном расстоянии, он в 5 часов 44 минуты повернул на 16 румбов (на 180 градусов) в сторону от русского флота, некоторое время шел на обратном курсе, удалявшем его от русских кораблей, потом также повернул к северу, направляясь на соединение с первым боевым отрядом адмирала Того.