Для ослабления противника обе стороны активно применяли минное оружие, кроме того, японцы стремились с помощью брандеров закупорить русский флот в гавани.
Пользуясь невозможностью выхода русских броненосцев в отлив, японцы применяли трекидную стрельбу через Ляотешань с позиций, находившихся вне сектора обстрела береговых батарей. Тем не менее для противодействия японцам русские корабли несколько раз выходили в море. Один из таких выходов закончился гибелью на минном заграждении броненосца «Петропавловск» и повреждением броненосца «Победа». На «Петропавловске» погиб адмирал Макаров, после чего активность броненосцев русской эскадры заметно снизилась и основным оружием стали мины.
Это привело к успеху: 15 мая на минах, поставленных заградителем «Амур», погибли два японских броненосца. «Хатсусе» погиб на месте, а «Ясима» — при буксировке на базу.
В конце июня все три поврежденных русских корабля вошли в строй. И 23 июля эскадра сделала попытку прорваться во Владивосток, но была встречена превосходящими силами японцев и вернулась на базу.
Тем временем неприятельская армия вплотную приблизилась к Порт–Артуру, и ее осадная артиллерия могла обстреливать корабли в гавани.
Во избежание потерь русская эскадра, в том числе 6 броненосцев, 10 августа вышла в море, где встретила японскую в составе 4 броненосцев и 2 бронированных крейсеров. Силы противников были примерно равны, русские корабли имели на одно крупное орудие больше, но уступали в числе 152–мм пушек (34 против 40). Бой происходил на первом этапе на равных, но в 15 час. 35 мин. 305–мм снаряд разорвался на мостике «Цесаревича» и адмирал Виттефт был убит. Спустя некоторое время другой снаряд повредил рулевое устройство флагманского корабля, и он потерял управление. Строй нарушился, и только активные действия «Ретвизана» позволили кое‑как восстановить порядок. Но бой был окончательно проигран. Пять броненосцев вернулись в Порт–Артур, и только «Цесаревич» сумел прорваться в Циндао, где и был интернирован. Судьба остальных русских броненосцев была печальна: четыре из них погибли под огнем осадной артиллерии во внутренней гавани, и только «Севастополь» под командованием Н. О. Эссена, своевременно выведенный из внутренней гавани в бухту Белого Волка, продолжал сражаться, помогая крепости огнем своей артиллерии и одновременно отбиваясь от японских миноносцев. «Севастополь» сражался до конца и был затоплен своей командой 2 января, накануне сдачи крепости.
