Всего за время своего рейдерства русские крейсера потопили четыре шхуны, два небольших каботажных парохода и два парохода с контрабандным грузом Два транспорта были захвачены и доставлены во Владивосток Однако этот рейд, хотя и удачный, был всего лишь единичным эпизодом

11 августа адмирал Н. Скрыдлов получил приказ Е. Алексеева «Эскадра вышла в море сражаться с неприятелем, вышлите крейсера в Корейский пролив». Командующему отрядом адмиралу Иессену был указан район возможной встречи с Порт-Артурской эскадрой — параллель Фусана Сюда следовало подойти утром, крейсировать до 15 — 16 часов, после чего, в случае отсутствия эскадры, отойти полным ходом на север и возвратиться во Владивосток.

Утром 12 августа Владивостокский отряд из трех броненосных крейсеров вышел в море. У острова Циволько тралящий караван и миноносцы сопровождения были оглушены, а крейсера взяли курс на ют.

Чтобы не разойтись с Порт-Артурской эскадрой, крейсера построились в строй фронта с интервалом между кораблями в 20 кабельтовых. Ночью корабли шли кильватерной колонной, а с наступлением утра опять перестроились в строй фронта, увеличив интервал до 50 кабельтовых.

В 4час 30 мин отряд подошел к месту встречи, назначенному командующим. Спустя несколько минут после того как эскадра повернула на запад, увидели приближающиеся справа силуэты шедших с севера четырех кораблей. Надежда на то, что это свои корабли, быстро угасла. Идущий вторым в колонне был, безусловно, броненосный крейсер «Адзума». Этот крейсер, построенный во Франции, имел характерный силуэт. Его третья от носа труба была несколько смещена в корму. Подобного силуэта больше не имел ни один из кораблей.

Чтобы уйти подальше от Фусана (до него было не более 40 миль), русский отряд повернул на восток. Обнаружив друг друга, противники, как и положено по уставу, подняли на всех мачтах сгенговые флаги и изготовились к бою. В 5 час 10 мин дистанция сократилась до 60 кабельтовых, и японские крейсера открыли огонь. Русские корабли также ответили огнем из 203-мм пушек. Преимущество японцев, особенно в 203-мм пушках, было подавляющим. Против шести — на русских крейсерах (на «Рюрике» были старые 35-калиберные пушки), японцы на своих кораблях имели шестнадцать, вдобавок укрытые в башнях.

Флаг адмирала Камимура развивался на крейсере «Ивате». За ним шли «Адзума», «Токива» и концевым — «Ивате». Чтобы не позволить японским крейсерам выйти в голову отряда, русские корабли должны были увеличить скорость, но произошла необъяснимая задержка, и корабли продолжали идти с небольшой скоростью. Поэтому японский флагман значительно вырвался вперед, а русские корабли сосредоточили огонь на концевых крейсерах «Ивате» и «Токива». Эти корабли в те первые минуты боя получили ряд попаданий русских снарядов.

Однако преимущество японцев в артиллерии сказалось очень скоро, и русские крейсера были буквально засыпаны снарядами. Особенно сильно пострадал «Рюрик». Наименее бронированный, с минимальной (только броневые щиты) защитой артиллерии и обилием деревянных конструкций, он буквально исчезал в громадных столбах дыма и пламени.

В половине шестого большие повреждения от попадания 203-мм снаряда получила и «Россия». Снаряд почти полностью разрушил третью трубу, а осколки проникли в котельное отделение и повредили один из котлов. В результате тяга упала, что привело к резкому уменьшению скорости. Строй русских крейсеров нарушился.

Положение отряда Иессена усложнилось еще и тем, что с востока подходил отряд японских бронепалубных крейсеров адмирала Уриу — «Нанива» (флагман), «Такачихо» и «Нийтака». Русские корабли легли на обратный курс, на запад. Командующий русскими крейсерами не рискнул сделать поворот «все вдруг», чтобы не потерять управление отрядом (тогда «Рюрик» стал бы головным), и они сделали поворот последовательно. Этот маневр стал роковым

При последовательном повороте резко сократилась дистанция боя, и крейсера получили множество попаданий японских снарядов. Тогда следовавший концевым «Рюрик» и получил попадание в корму, разрушившее его рулевое управление. Тяжело был поврежден и «Громобой». Следует отметить, что в отличие от «России», где командиры орудий нестреляющего борта находились в укрытии, на «Громовое» все находились при орудиях, и поэтому потери в личном составе на этом крейсере были наибольшими. Рулевое управление на «Рюрике» исправить не удавалось, сумели только поставить его в нейтральное положение. Однако управление крейсера машинами не позволяло точно держать курс Крейсер рыскал и постепенно отставал от головных кораблей

В 6 час 30 мин, когда казалось, прорыв на север удался, русский флагман вынужден был повернуть на обратный курс и, прикрывая «Рюрик», попытался дать ему возможность исправить поврежденное рулевое устройство. Однако это не удавалось. Дальнейший бой представлял серию отчаянных попыток «России» и «Громобоя» отвлечь огонь противника на себя. В течение двух часов они держались около поврежденного «Рюрика», сделав шесть поворотов на коротких галсах.

Подобная тактика снижала эффективность огня русской артиллерии, зато давала преимущество японцам. Русские корабли терпели жестокое поражение, их борта были в пробоинах, а потери в людях стремительно возрастали. За время боя «Громобой» получил около шестидесяти попаданий. Особенно значительные повреждения пришлись на его кормовую часть в районе 203-мм пушек.

Помимо повреждений от огня противника крейсера несли также потери и от собственного Морского ведомства. Во время боя, особенно на дистанции около 60 кабельтовых, 152-мм пушки Кане выходили из строя. Их подъемные механизмы не выдерживали интенсивной стрельбы. В результате командорам и офицерам «в течение боя приходилось, прекращая стрельбу, заниматься аварийными ремонтами своих орудий, переворачивая в новое рабочее положение валики подъемных дуг или прямо снимая исправные детали с нестрелявших орудий другого борта».

Русские крейсера, по сравнению с японскими, имели и другие недостатки. На них не было базисных дальномеров Бара и Струда, и приходилось для определения дистанции стрельбы пользоваться примитивными угломерами Люжоля-Мякишева, пригодных только для стрельбы на близком расстоянии.

Другим важнейшим недостатком русских крейсеров были облегченные снаряды. Имея некоторое преимущество на малых дистанциях боя за счет большей начальной скорости и настильности, они его теряли при возрастании дистанции, и их пробивная способность становилась меньше, чем у более тяжелых. Это касается бронебойных снарядов. Зачем было делать облегченными фугасные снаряды — остается загадкой. Эффективность фугасного снаряда определяется массой заключенного в нем взрывчатого вещества, и начальная скорость роли не играет так же, как и настильность траектории. Величина последнего параметра имеет значение только на величину дистанции прямой наводки. При возвышении орудий на 10 или 15 градусов увеличение настильности на точность роли не играет.

Кроме этих недостатков следует отметить и совсем уже странное явление. На крейсерах в состав боекомплекта входило большое количество чугунных снарядов. Например, на «России» на каждое 203-мм орудие приходилось по 10 чугунных (из 164 снарядов), а на 152-мм орудие — 36 (из 170 снарядов). Японские фугасные снаряды значительно превосходили по качеству русские. Тонкостенные, большей массы, они были снабжены «шимозой», взрывчатым веществом более сильным, чем влажный пироксилин в русских снарядах.