Nel corso della primavera e dell'estate la 3ª Armata giapponese era avanzata lungo la penisola e a inizio agosto aveva ricacciato la guarnigione al limitare della città, presa sotto il tiro delle artiglierie pesanti che danneggiò diverse navi. Lo zar ordinò allora a Vitgeft di fuggire e raggiungere Vladivostok: egli partì con cinque corazzate, tre incrociatori e quattordici cacciatorpediniere il 10 agosto. Poco prima delle 12:00 le navi russe avvistarono Tōgō, in mare con l'intera Flotta combinata (quattro corazzate, undici incrociatori, quarantasei tra cacciatorpediniere e siluranti varie): egli mantenne le distanze per preservare le sue forze e inviò in battaglia solo i cacciatorpediniere, ma nel primo pomeriggio i due contendenti si riavvicinarono. Lo scambio di cannonate si trascinò per ore e intorno alle 17:45 la "Cesarevič", nave ammiraglia, fu gravemente colpita; Vitgeft rimase ucciso e la flotta si ritirò a Port Arthur. La città era vicina alla resa: tagliata fuori sia da terra che da mare, da novembre fu anche devastata dal tiro di obici d'assedio, che peraltro colpirono pure le unità in rada. L'ammiraglio Tōgō intervenne con i cacciatorpediniere dopo il 5 dicembre, quando quattro delle cinque corazzate erano ormai adagiate sul fondale; la superstite "Sevastopol"', però, resistette a ripetuti attacchi per il resto del mese, protetta da numerose reti antisiluro. Il 2 gennaio 1905 Port Arthur capitolò, liberando finalmente la marina imperiale dal blocco. Tōgō poté prepararsi con agio allo scontro con la Flotta del Baltico russa o 2ª Flotta del Pacifico, la cui guida era stata assunta dall'ammiraglio Zinovij Petrovič Rožestvenskij. Questi era partito nel novembre 1904 e aveva affrontato un lungo periplo delle coste europee e africane prima di fare tappa a Singapore nell'aprile 1905, dove si rifornì e attese alcune navi inviate all'ultimo momento da San Pietroburgo: solo il 14 maggio riuscì a salpare.