Během rusko-japonské války v letech 1904–1905 čelila překvapivému japonskému útoku na Port Arthur a později se z obklíčeného přístavu několikrát pokusila vymanit. Největší z těchto akcí byla bitva ve Žlutém moři, ve které byla poškozena několika zásahy granátů, ale se zbytky ruské flotily se jí podařilo dostat zpět do přístavu, přičemž o život přišel jeden člen posádky a 62 zraněno. Po kapitulaci Port Arthuru byl Sevastopol potopen, aby se zabránilo zajetí lodi japonským císařským námořnictvem. Japonci ji nikdy nevyzvedli a zbytky lodi stále leží před vjezdem do přístavu.