Хотя японские корабли имели некоторое преимущество в скорости, догнать русскую эскадру и возобновить сражение им удалось только в 16.45. Ожесточенный огонь с обеих сторон не приносил успеха ни одной из них, пока в 17.30 японский двенадцатидюймовый снаряд, попавший в мостик «Цесаревича», не сразил находившегося на нем русского командующего контр-адмирала Витгефта. Командир броненосца капитан 1-го ранга Иванов, опасаясь неразберихи, не стал спускать адмиральский флаг и передавать командование. Эскадру по-прежнему вел «Цесаревич», на котором японцы старались сконцентрировать огонь.

Через 15 минут после смерти адмирала очередной японский снаряд попал в боевую рубку русского флагмана. Все находившиеся в ней были убиты или тяжело ранены, корабль выкатился из строя.

Чтобы не дать японцам воспользоваться замешательством, командир броненосца «Ретвизан» направил свой корабль прямо на неприятеля. Обменявшись с русскими последними залпами, японская эскадра отвернула и вышла из боя. Фактически задача боевого прорыва из гавани была решена.

Нет сомнений, что, исправив наскоро повреждения, адмирал Того попытался бы снова отыскать русские корабли и вступить в новый бой. Но за ночь русская эскадра имела все шансы оторваться от противника.

Но для этого надо было восстановить управление, что сделать не удалось. Контр-адмирал князь Ухтомский, следующий по старшинству после Витгефта, так и не смог оповестить остальные корабли о вступлении в командование. Прошло время, прежде чем порядок и управление были восстановлены. Русский крейсерский отряд, отважно защищая главные силы от японских минных атак, связал боем эсминцы и крейсера противника, заставив его отступить. Но дальше произошло необъяснимое. Командующий отрядом крейсеров контр-адмирал Н.К. Рейценштейн не сумел сохранить управление своими кораблями, в результате крейсер «Паллада» вернулся к броненосцам, флагманский «Аскольд» прорвался в Шанхай, «Диана» — аж в Сайгон, и лишь «Новик» попытался достичь Владивостока, ко в бою около острова Сахалин получил тяжелые повреждения и был затоплен.

Князь Ухтомский, руководствуясь непонятными мотивами, повернул главные силы русской эскадры обратно в Порт-Артур. Во многих источниках говорится о том, что после боя русские броненосцы действовали каждый сам по себе и лишь случайно вместе собрались утром у ворот гавани. Это не так. Вряд ли все пять командиров одновременно решились нарушить приказ государя императора, и вряд ли пять разрозненных кораблей смогли бы прорваться к порту через японские минные силы.

Очевидно, что именно новый флагман принял решение о возвращении, а остальным ничего не оставалось делать, как повиноваться. Косвенно это подтверждается тем, что после боя лишь князь Ухтомский понес наказание за неисполнение недвусмысленного императорского приказа.

Вернувшись в Порт-Артур, эскадра окончательно похоронила надежды флота выиграть войну. В условиях осажденной крепости не было никакой возможности исправить боевые повреждения, пополнить запасы топлива и снарядов, восполнить потери в экипажах. К тому же, как, вероятно, помнит читатель, укрепления крепости не защищали гавань от обстрела осадными орудиями.

Когда подробности сражения стали известны русскому командованию, 24 августа 1904 года контр-адмирал князь П.П. Ухтомский был отстранен от командования силами флота в Порт-Артуре, а сразу после войны в 1906 году уволен со службы. Но исправить последствия его роковой ошибки уже не удалось.

 В начале августа 1904 года японская армия предприняла первую попытку штурма Порт-Артура. При этом японский командующий решил прибегнуть к методу, который в Европе при осаде крепостей не применяли уже более 200 лет, — к атаке открытой силой.

8 августа после ожесточенного артобстрела русских позиций японские войска большими массами ринулись на восточный фронт крепости. В первый момент этот бурный натиск вызвал легкое замешательство, но русские солдаты удержали свои позиции. Огонь крепостной артиллерии и пулеметов, установленных в укреплениях, причинял японцам колоссальные потери. Сибирские стрелки и отряды матросов смелыми контратаками выбивали японцев из захваченных пунктов. После двухдневного натиска, исчерпав запасы «самурайского духа», японская армия откатилась на исходные позиции. Ее потери составили 20 тысяч убитыми и ранеными. Почти треть осадного корпуса полегла в этих боях. Русские потеряли в шестеро меньше — 3000 человек.

С русской стороны сражением руководил талантливый генерал Роман Исидорович Кондратенко, назначенный начальником сухопутной обороны крепости.

Итоги штурма заставили японцев отказаться от повторений столь решительных атак в дальнейшем и перейти к правильной осаде.

Второй штурм начался 6 сентября, и к утру 7 сентября японцы овладели передовыми позициями русских — Водопроводным и Кумирненским редутами и Длинной горой. 8—9 сентября шел упорный бой за Высокую гору, в которой японцы видели ключ к Порт-Артуру. Однако японцам не удалось взять Высокую гору — её сохранением в результате боев 9 сентября русская армия обязана глазомеру и находчивости полковника Ирмана, решительности лейтенанта Подгурского и героизму стрелков 5-го полка. Подгурский с тремя охотниками выбил пироксилиновыми шашками три роты японцев, занявшие было люнеты. Потери русских составили 1500 человек, японцев — 6000.

После этого японцы сосредоточили свое внимание на ведении технически сложных осадных работ. Ими предпринимались попытки подорвать русские форты при помощи минных галерей, но они провалились благодаря усиленной работе русских военных инженеров и саперов. Развернулась настоящая подземная война.

К концу сентября японцы доставили под Порт-Артур купленные в Германии 280-мм осадные орудия. Это было смертельное оружие для крепости, укрепления которой были рассчитаны на обстрел только 152-мм снарядами.

В крепости начались серьезные проблемы с продовольствием, запасы таяли, организовать снабжение морем в условиях господства на нем японского флота не представлялось возможным. В гарнизоне вспыхнула эпидемия цинги.

Снаряды осадных орудий не щадили в крепости никого. 14 октября осколком такого снаряда в голову был ранен командующий обороной генерал-адъютант Стессель.

17 октября японцы при поддержке ураганного огня артиллерии предприняли очередную попытку штурма. Несмотря на все сложности, этот натиск был отбит и японские потери снова в несколько раз превысили русские.

В ноябре японцы несколько изменили тактику. Главной целью их атак стала господствующая над крепостью гора Высокая. Овладев ей, японцы получали возможность корректировать огонь своей осадной артиллерии по гавани и укреплениям. Сама гора находилась вне обвода крепости и была защищена только полевыми укреплениями. Бои за этот пункт продолжались около десяти суток. Вершина горы несколько раз переходила из рук в руки, пока, наконец, не осталась за японцами. Успех дался им дорогой ценой — потери составили 12 тысяч человек (у русских — только 4000).

Разместив на вершине Высокой корректировочный пункт, японцы в течение недели огнем 280-мм орудий уничтожили все корабли порт-артурской эскадры. Положение крепости дошло до критической отметки. Число раненых и больных почти сравнялось с количеством способных держать оружие.

2 декабря во время посещения форта №2 прямым попаданием 280-мм снаряда был убит порт-артурский Гектор — начальник сухопутной обороны крепости генерал-майор (посмертно он получил звание генерал-лейтенанта) Роман Исидорович Кондратенко. С ним вместе погиб весь его оперативный штаб — 8 офицеров.

Начальником сухопутной обороны крепости был назначен генерал-лейтенант Фок. Японские снаряды, наводимые с ужасающей точностью, буквально перемалывали укрепления.

В середине декабря защитники были вынуждены оставить форты и отойти на вторую линию обороны. Фактически началась агония крепости.

19 декабря японцы выбили ослабевшие части гарнизона с «китайской стенки» (так назывались построенные еще китайцами укрепления, игравшие в Порт-Артуре роль второй линии обороны) и вынудили на отдельных участках отступить к центральной ограде.