Tornato a Port Arthur il 10 agosto, lo squadrone scoprì che la città era stretta d'assedio dalla terza armata giapponese, sotto al comando del barone Nogi Maresuke. Il 23 agosto la "Sevastopol'" bombardò una postazione d'artiglieria giapponese, nel tentativo di fuggire assieme ad un gruppo di navi più piccole, ma dopo aver neutralizzato la batteria, fu costretta a tornare in porto dopo che una vedetta giapponese aveva avvistato le navi in avvicinamento. Mentre faceva manovra per rientrare a Port Arthur, la "Sevastopol'" urtò una mina e fu costretta a subire nuovi lavori di riparazione. Il 5 dicembre la terza armata conquistò la "collina 203", che affacciandosi direttamente sul porto era in una posizione cruciale. Da lì furono in grado di sparare con un obice d'assedio da 280 mm contro le navi del "Primo Squadrone" che erano sopravvissute alla battaglia del Mar Giallo. Le navi erano a circa 5,7 km dalla collina, tutte nel raggio d'azione dell'artiglieria giapponese.