Вслед за флагманским кораблем русские броненосцы открыли огонь, пытаясь сосредоточить его на головном броненосце противника. Фактически по нему стреляли «Князь Суворов», «Император Александр III», «Бородино» и некоторое время «Ослябя» и «Орел». Последний, оказавшись вне строя, пристреливался через «Ослябю».
Корабли противника по мере поворота также открывали огонь, сосредоточивая его на флагманских кораблях «Суворов» и «Ослябя». По каждому из них одновременно вели огонь от четырех до шести японских броненосцев и крейсеров. Через 10 минут после начала русской стрельбы японский флагманский корабль вышел из угла обстрела кормовой башни (получив уже немало попаданий), противник быстро обгонял русскую колонну, стремясь охватить ее голову. Плохая организация огня русской эскадры привела к тому, что три других сильных японских корабля «Фудзи», «Асаки», «Сикисима» остались практически не обстрелянными.
Вскоре сказалось превосходство японцев в стрельбе из орудий. Вслед за «Микасой», открывшим огонь с первыми попаданиями в него снарядов, «Асаки» без помех начал стрельбу по русскому флагманскому кораблю, «Сикисима» и «Фудзи» обстреляли «Ослябю» и нанесли ему гибельное повреждение. С 14 часов «Фудзи» перенес огонь на «Суворова», по которому вел огонь также «Адзуми». Через несколько минут после открытия огня «Суворов» начал получать одно попадание за другим. В 14 часов 23 минут броненосец «Ослябя», получив серьезные повреждения, вышел из строя и вскоре затонул. Около 14 часов 30 минут вышел из строя броненосец «Суворов». По приказу Рожественского «Суворов» не маневрировал, несмотря на предложение капитана уклониться от японских снарядов, градом сыпавшихся на него. На нем перебило привод от штурвала в боевой рубке к рулевой машине. Руль остался в положении на правый борт. Броненосец, получивший к тому времени не менее 30 попаданий, описал полный круг, прорезал строй своих кораблей и склонился в сторону противника. «Император Александр III» последовал за ним, но, оценив обстановку, в соответствии с приказом повел эскадру на прежний курс.
После выхода из строя броненосцев «Ослябя» и «Суворов» боевой порядок русской эскадры нарушился, и она потеряла управление. Японцы воспользовались этим и, выйдя в голову русской эскадры, усилили огонь. Потеряв в дыму «Суворова», противник перенес огонь на оказавшегося во главе эскадры «Александра III». Он получил несколько попаданий и тоже загорелся. В 14 часов 40 минут этот корабль вышел из строя, временно прекратив огонь. Место «Императора Александра III» занял «Бородино». В 15 часов 5 минут начался туман, противники разошлись на контркурсах и потеряли друг друга.
К 15.40 капитан 1-го ранга Серебряников вновь вывел эскадру на генеральный курс северо-восток 23°. За «Бородино» следовали «Орел» и «Император Александр III». В кильватер последнему собрался вступить старший из флагманов контр-адмирала Небогатова. Имея за собой три броненосца береговой обороны, он обходил слева растянувшиеся корабли 2-го отряда.
В это время слева из мглы показались 5 крейсеров Камимуры, за которым следовал Того. За 35 минут боя японцы вновь обогнали русскую эскадру и сосредоточили на ведущем корабле огонь почти всех своих броненосцев, а между сражавшимися колоннами зигзагами двигался представлявший собой горящую груду металлолома «Суворов». Он невольно сближался с противником до 11 кабельтов, а дистанция между главными силами составляла 30–35 кабельтов. Для прикрытия флагманского корабля «Бородино» склонился на восток. В этом бою вновь сказалось превосходство японцев в организации эскадренного огня. «Суворов» лишился передней трубы, обломка грот-мачты. Все башни его замолчали. На «Бородино» был ранен командир, на «Орле» оторвало часть ствола левого 305 мм орудия носовой башни. Русские корабли отвечали довольно точным, но не сосредоточенным огнем.
Около 16 часов русская эскадра, уклоняясь от охвата, повернула на юг. Вскоре бой снова прекратился из-за тумана. Адмирал Того в течение полутора часов не мог найти русскую эскадру и вынужден был использовать для ее поисков свои главные силы[117].
Около 17 ч. 30 минут командир миноносца «Буйный» К. К. Коломейцев спас с флагмана тяжелораненого Рожественского, уцелевших офицеров штаба и несколько матросов[118]. Убедившись в поразительной живучести «Суворова», вице-адмирал С. Каотака около 19 часов послал в атаку отряд миноносцев, которые обошли русский флагман с правого борта и выпустили в него 7 торпед, после чего броненосец затонул. Вообще днем 14 мая японские миноносцы предприняли несколько торпедных атак против русских кораблей, поврежденных в артиллерийском бою. Эти атаки производились одновременно группой миноносцев (по четыре корабля в группе) с различных направлений. Причем из 30 торпед в цель попало только пять и три из них – в броненосец «Суворов».