На 27 май 1905 г., в Цушимското сражение, „Ниитака“ участва в боя с руските крайцери „Олег“, „Аврора“ и „Жемчуг“, а също води огън по плаващата работилница „Камчатка“ и буксирния параход „Русь“, транспортите на руската ескадра и вече тежко повредения броненосец „Князь Суворов“. След излизането от строя на „Касаги“ „Цушима“ и „Отова“ действат в състава на 4-ти боен отряд. В хода на боя крайцера „Ниитака“ получава едно попадение, убит е един и са ранени трима матроса. Утрото на 28 май „Ниитака“ и „Отова“ се насочват за прехващане на забелязан неприятелски кораб. Това е крайцера „Светлана“, тежко повреден в дневния бой на 27 май, опитващ се да достигне бреговете на Корея за отстраняване на повредите и прехвърляне на въглища на съпровождащия го миноносец „Быстрый“. В 09.30 руският кораб първи открива огън от кърмовите оръдия. „Отова“ започва стрелбата около 09.45, снарядите на крайцера „Ниитака“ не достигат до противника и до 10.25 той е принуден да преустанови стрелбата. Към 10.30 на „Светлана“ вече бушува пожар и корабът започва да потъва, снарядите за 152 mm оръдия се свършват. Около 11.00 руският крайцер потъва. Крайцерът „Ниитака“ няма повреди. Японските кораби не започват спасяване на бедстващите моряци, започвайки преследване на миноносеца „Быстрый“ и по грешка приетия за руска канонерска лодка норвежки китобоен съд.