Около 15 час. 15 мин. "Бородино" снова ложится на курс NO 23° и, ведя эскадру, возобновляет бой с настигшими его обоими японскими отрядами. Боясь, видимо, что "Бородино" может попытаться реализовать еще сохранившуюся наступательную мощь своих передовых кораблей и бросится напролом, японский командующий отходит на север и в сгустившемся тумане снова теряет противника. И опять адмирал Небогатое упускает возможность спасти остатки эскадры. Не желая брать на себя ответственность, он своим бездействием принуждает "Бородино" продолжать вести эскадру прежним, предписанным командующим курсом NO 23°. Поворачивая на этот курс, "Бородино", а за ним и все броненосцы приближаются к месту боя наших крейсеров, которые, защищая свои транспорты (такую "стратегическую" задачу поставил перед ними в бою командующий), с трудом отбивались от наседавших на них со всех сторон японских легких крейсеров. Огнем броненосцев японские легкие крейсера были рассеяны, но на гром выстрелов подошли главные силы противника, и бой возобновился с ожесточением последней, завершающей фазы. Дважды теряя ускользавшую от них русскую эскадру и не ожидая, что русские корабли, несмотря на всю мощь примененного против них огня, проявят столь необъяснимо высокую стойкость и живучесть, японский командующий приказал развить предельную интенсивность, не жалея оставшихся снарядов.
В этот период "Бородино", оставаясь с не выравненным креном на правый борт, был поражен залпом 152-мм снарядов, из которых один, беспрепятственно пройдя просвет боевой рубки, разорвался внутри. Взрывом убило старшего артиллерийского офицера лейтенанта И. Е. Завалишина, старшего штурманского офицера лейтенанта Б. И. Чайковского, мичмана К. Р. де Ливрона, вахтенного офицера мичмана А. В. Кочукова. У командира П. И. Серебренникова оторвало кисть руки, и в командование вступил старший офицер капитан 2 ранга Д. С. Макаров. Тогда же в носовом каземате прошедший через порт 152-мм снаряд перебил прислугу обеих 75-мм пушек Вторично был ранен командир этой батареи поручик граф Л. Бенингсен. Крен на правый борт увеличился, в батареях разгорались пожары, и бороться с ними было уже некому. Все еще удерживая огнем 152-мм башен на безопасном расстоянии пытавшиеся сблизиться то справа, то слева японские миноносцы (они уже приготовились к ночным атакам), корабль продолжал бой с главными силами.
Но огонь корабля заметно слабел, из орудийных портов вырывалось пламя пожаров, в огне был и кормовой мостик, где, как было видно с "Орла", взрывались ящики с 47-мм патронами. Незначительный до того 4-5° крен вдруг начал быстро нарастать, и корабль, успев сделать последний залп из правой 152-мм башни, в то же мгновение начал неудержимо валиться на борт. Это произошло около 19 часов за считанные минуты до уже начавшегося захода солнца. На шедшем в кильватер "Орле", чтобы не столкнуться с перевернувшимся кораблем (винты его еще продолжали медленно вращаться), едва успели отвести руль. Ни он, ни следовавшие за ним корабли, ведя ожесточенный бой и уже не имея никаких спасательных средств, ничем не могли помочь погибавшим. Людей, державшихся на днище и плававших вокруг него, поглотила быстро наступившая ночь. Единственным спасенным с корабля оказался марсовый Семен Ющин. Удержавшись за всплывший с корабля рангоут гребного катера, он спустя несколько часов был подобран проходившим мимо японским миноносцем. Других свидетелей боя с "Бородино" не оказалось.
Позже всех, за 5 дней до ухода из Ревеля (едва не опоздав к высочайшему смотру), присоединившийся к эскадре, этот четвертый броненосец серии начал поход с большим числом не прошедших испытаний технических средств. По счастью, удачный подбор офицеров и командира позволил очень скоро создать в кают-компании обстановку подлинно творческой заинтересованности в совершенствовании своего корабля, позволившую сделать для его боеготовности значительно больше, чем это удалось экипажам других кораблей.
Здесь не было ни снобов, ни кичившихся своей родовитостью аристократов, ни просто равнодушных к службе бездельников. Эту атмосферу, лишь изредка осаживая иногда перехлестывавшие через край свободу и демократичность суждений, поддерживали и умело направляли на интересы службы старший офицер и командир корабля. На "Орле" не стали раздувать в политическое дело просветительскую деятельность среди матросов, в которой был замечен баталер А. С. Новиков.
Единым фронтом выступила кают-компания "Орла" в защиту чести и достоинства своего товарища-мичмана, подвергшегося высокомерному обращению со стороны одного из штабных чинов, а затем и ошельмованному в одном из приказов командующего. Включение в состав кают-компании полного творческих инициатив и свободомыслия, только что прошедшего при постройке "Орла" школу практического судостроения корабельного инженера В. П. Костенко также способствовало формированию живой заинтересованности офицеров в деле совершенствования своего корабля.