В 2 часа 30 минут «Орел» (флаг контр-адмирала Оскара Адольфовича Энквиста) и «Аврора» направились на помощь погибающему «Ослябе», но в это время 3-й и 4-й японские крейсерские отряды в составе 8 крейсеров и 4 миноносцев закончили обход русской эскадры и, подойдя с юга, открыли с дистанции в 43 кабельтовых огонь по русским транспортам и легким крейсерам. Оба русских крейсера немедленно повернули обратно и прикрыли своими корпусами транспорта.
В произошедшем бою японцы сумели достичь попаданий в легкий крейсер «Светлана». Этот небронированный крейсер яхтенного типа получил пробоину в носовой части, через которую начала вливаться вода. Была затоплена носовая и она же единственная электростанция. Крейсер погрузился в темноту. Приняв много воды, крейсер сел носом на 4 фута, потерял до 4 узлов хода, но продолжал доблестно участвовать в сражении.
Кроме «Светланы», попадания были во вспомогательный крейсер «Урал», в транспорт «Камчатка» и в буксир «Русь». Последний лишился хода столь внезапно, что шедший сзади транспорт «Анадырь» не имел времени отвернуть и протаранил застопоривший впереди буксир. «Урал» и «Русь» были оставлены командами. Команда буксира была вольнонаемной. Оставленные командами корабли, однако, остались на плаву и их потопили позднее японцы, не предполагая, что они покинуты командой.
Японские крейсера шли расходящимся курсом с русскими крейсерами. Поэтому они в 3 часа 15 минут повернули и легли на параллельный курс с русскими кораблями. Бой шел на дистанции в 28 кабельтовых. Японский крейсер «Такачихо» получил повреждение рулевого привода и должен был покинуть место сражения. Крейсер справился со своей аварией только к 6 часам вечера.
В 3 часа 35 минут Энквист со своими двумя лучшими крейсерами направился на помощь броненосцу «Суворов», но, обнаружив, что к нему уже подходят русские броненосцы, он снова повернул назад на защиту транспортов, которые в это время, кроме японских крейсеров 3-го и 4-го отрядов, были также атакованы крейсерами 5-го и 6-го отрядов. Движение Энквиста на помощь «Суворову» было сделано в порыве лучших чувств, но не было благоразумным, так как ослабило наш крейсерский отряд в самый критический момент на два своих самых сильных корабля. При обратном движении Энквиста на защиту транспортов к нему присоединились оба легких крейсера, «Жемчуг» и «Изумруд», шедшие до того времени с нестреляющего борта русских броненосцев.
Русские крейсера вели неравный бой с двойным количеством японских крейсеров, стрелявших по русским кораблям с четырех разных сторон. Неприятельский снаряд попал в боевую рубку «Авроры», свалил фок-мачту, вызвал пожар и убил командира крейсера, капитана 1-го ранга Евгения Романовича Егорьева. Были тяжело ранены старший офицер капитан 2-го ранга Аркадий Константинович Небольсин, артиллерийский офицер лейтенант князь Александр Владимирович Путятин, командир плутонга мичман Василий Васильевич Яковлев и ранены другие офицеры, находившиеся в рубке. Когда обливавшегося кровью Яковлева проносили мимо орудий, которыми он командовал, то молодой офицер повторял: «Братцы, цельтесь хорошенько». Крейсер с поломанной передней мачтой, со свисающими реями, с охваченным пожаром мостиком не прекращал боя, и таким он сохранился в памяти С.В. Лукомского, когда он определял расстояние до неприятельских кораблей по дальномеру с мостика крейсера «Владимир Мономах».
И в крейсер «Владимир Мономах» попало несколько снарядов, которыми была перебита и ранена прислуга двух орудий. Были попадания и в другие крейсера. Но, на счастье, японские крейсера еще не имели снарядов, начиненных новым взрывчатым веществом, которыми стреляли из тяжелых орудий японские броненосцы и броненосные крейсера. Бой крейсеров происходил приблизительно в равных условиях. Оба противника применяли одинаковые технические средства. Поэтому повреждения на русских крейсерах, несмотря на двойное превосходство японцев в силах, не были очень серьезными. Попадания японских снарядов произвели некоторые разрушения на верхней палубе, но механизмов крейсеров не затронули. Все крейсера, за исключением «Светланы», сохранили свой ход. Транспорта пострадали больше, в особенности «Камчатка» и «Иртыш».
Когда бой крейсеров достиг наибольшего ожесточения, с севера показались идущие на юг русские броненосцы. Русские крейсера направились к ним навстречу. Идущий головным «Бородино» со всей остальной эскадрой направился в середину между линиями русских и японских крейсеров, прикрывая своими бронированными боками русские крейсера и транспорта и открыв огонь по японским крейсерам с расстояния в 25–30 кабельтовых. «Олег» и «Аврора» немедленно повернули и заняли место позади колонны броненосцев. Положение немедленно изменилось. Японские крейсера начали нести жестокие потери.