В битката при Цушима, „Касаги“ е флагмански кораб на командира на 3-ти боен отряд на вицеадмирал Шигето Дева. Именно по „Касаги“ е произведен първия изстрел в сражението – от броненосеца „Орёл“. Около 14,30 ч. крайцерите от отряда влизат в схватка с руските кораби „Олег“, „Аврора“ и „Жемчуг“, а също така водят огън по плаващата работилница „Камчатка“, буксирния параход „Русь“ и транспорти. В 17.08 ч. „Касаги“ получава попадение от снаряд под водолинията, в резултат на което са наводнени склада за въглища и едно от котелните отделения. Корабът е принуден да напусне боя за отстраняване на повредите. По време на битката на крайцера е убит един човек, а девет получават рани.