連合艦隊は、遠距離からの主砲射撃において、従来からの敵艦舷側を撃ち抜き浸水沈没をもたらす目的の徹甲弾に加え、敵艦上部構造を破壊し戦闘力を奪う目的の榴弾を併用した。従来まではそのような榴弾は副砲による近距離戦術であった。その榴弾には鋭敏な信管と大破裂力および高温火炎を持つ炸薬を採用し効果を高めた。なお戦艦三笠座乗の東郷司令長官は、露天艦橋上で指揮し続け、ロシア艦隊が遠距離から榴弾を撃ち込む戦術を持たないことを知っていた。
連合艦隊は大口径砲の門数で劣っていたため射撃精度とともに速射も重視していた。連合艦隊は発砲しても煙が少なく視界が遮られないので速射に有利なコルダイト（硝酸エステル系無煙火薬）を英国より輸入し、また訓練の成果により発射速度においてバルチック艦隊を上回った。一方、バルチック艦隊の戦艦の主砲は新型砲塔を搭載していた戦艦「クニャージ・スヴォーロフ」の物を除いて砲塔の構造上の問題などから発射速度が遅く、遠距離砲戦で命中弾を期待するのは難しかった。また旧式艦の一部は褐色火薬を発射薬に使用していたために黒煙によって視界が遮られ、さらに発射速度が遅くなった。
第5駆逐隊司令の鈴木貫太郎中佐（後の第42代内閣総理大臣）が行った、駆逐艦や魚雷艇で敵艦に全力で接近して行う魚雷夜間攻撃法。探照灯で照らし出され、砲火を浴びせられながら攻撃する夜戦法で、暗闇が前提なため味方同士が衝突事故を起こす危険があり、実現するために、猛訓練を行った。その結果、戦艦「クニャージ・スヴォーロフ」、「シソイ・ヴェリーキー」、「ナヴァリン」、装甲巡洋艦「アドミラル・ナヒーモフ」、「ウラジミール・モノマフ」を一夜で撃沈するなど戦果を挙げ、バルチック艦隊にとどめの打撃を与えた。遠距離からの魚雷攻撃が当たり前だった当時の魚雷戦術に衝撃をもたらした新戦法。旅順港閉塞作戦で魚雷を発射する距離が遠すぎて戦果を挙げられなかった教訓を基にしている。
連合艦隊は常に速力・火力が同じ2隻が1組となって敵と対峙し、2対1の優位な状態で戦えるようにしていた。連合艦隊は同種の艦をグループにまとめるように留意しており、第1艦隊は砲戦力、第2艦隊は機動力、第3艦隊は旧式艦としてはっきり運用の仕方を分けていた。このため、艦隊運動による効率的な攻撃、追撃、退避が可能になり、バルチック艦隊を逃さない追撃戦を行えた。バルチック艦隊は速力の速い艦と遅い艦が混在した艦隊編成をとっていた。
連合艦隊主力（第1・2戦隊）は、敵の単艦を追わず、敵艦隊が散り散りにならないように務め、敵艦隊に対し集団殲滅を図った。敵艦が南へ回頭する動きを見せた際も追わなかった。敵の動きを観察し、適宜、敵艦隊から距離を取り北へ離れるかのような運動を行い、敵艦隊が集団隊形整理を行うよう時間を与え誘導した。
連合艦隊司令部は第1艦隊参謀秋山真之、第2艦隊参謀佐藤鉄太郎を参謀に擁し、上層部もその意見を重用しつつ、組織的、有機的に、最善の判断を行うよう常に努力した。また、各艦隊司令官・各艦艦長は必要に応じて独自の判断で行動する能力を持ち、高速巡洋艦からなる第2艦隊には猛将といわれた上村提督が任命されるなど適材が適所に配属されていた。
東郷平八郎は、指揮能力、統率能力も秀でていた。最前線で敵の動向に瞬時に対応する陣頭指揮を行いつつ、幕僚を戦艦「三笠」で最も安全な司令塔に移動させ、自分が戦死した後の速やかな指揮権継承を保障するなどの指揮をとった。東郷は旅順封鎖の期間中も演習を行い、十分に艦隊の練度を上げていた。直前の黄海海戦などの戦闘経験と、その勝利によって士気も高かった。また、黄海海戦の教訓を十分に活かした。複数の艦を同時に自由に反転させるなどの様々な艦隊運動を思いのままに行うことができた。このため、逃げ回るバルチック艦隊の風上に常に回り込み、艦隊を維持しながら砲撃を加え続けることができた。
本艦の副砲は当初の設計では4.7インチ (12cm) 砲22門の予定であったが、火力不足であるとして6インチ (15.2cm) 砲に変更された。当時のイギリス戦艦には15.2cm砲は搭載されていなかったため、本艦のために新たに「Mark XVII　15.2cm（50口径）砲」が開発された。性能は俯仰能力は仰角15度・俯角7度である。旋回角度は160度の広い旋回角度を持っていた。主砲身の俯仰・旋回・装填は人力を必要とした。発射速度は毎分5～7発である。これを単装砲架で16基、16門を搭載した。搭載位置は艦橋の左右と船首楼甲板に片舷2基計4基、その下に片舷4基計8基を配置し、後檣の基部に後ろ向きで片舷2基計4基を配置した。しかし、後檣基部の4門は位置が低いために波浪被害もさる事ながら、3番主砲塔の爆風被害を直接受けるため、後に1917年頃に撤去され副砲は12門となった。その他に陸上からの爆撃機への対応として、「76.2mm（45口径）高角砲」を後部見張り台の前部に単装砲架で片舷1基ずつ並列配置で計2基を配置した。対水雷艇用に47mm単装速射砲を4基、45cm水中魚雷発射管単装4基4門を搭載した。魚雷発射管の配置は、1番砲塔の左右に1門ずつ計2門、5番砲塔基部に左右1門ずつ計2門を配置した。