午後1點45分正當第二太平洋艦隊通過對馬海峽時東鄉平八郎的聯合艦隊遠遠出現在俄艦的左前方20分鍾後聯合艦隊又突然變更航向向俄艦的斜前方壓去
羅日斯特文斯基對日本艦隊的突然出現完全感到意外隻得匆忙應戰
日本聯合艦隊出戰的主力艦船共16艘分成兩個戰隊；俄國第二太平洋艦隊應戰的主力艦船共18艘分成三個戰隊從艦船數量比較雙方旗鼓相當但就艦船性能和火力比較聯合艦隊占有優勢
可悲的是第二太平洋艦隊是臨時組成的出航前沒有進行過一次海戰演習甚至連作戰計劃也沒有加上倉促應戰毫無準備羅日斯特文斯基猶豫了一下命令道：“艦隊繼續保持一列縱隊前進如果先頭艦被擊中退出戰鬥就隨第二艘軍艦前進各艦炮火集中轟擊敵旗艦”
3分鍾後俄艦不管各炮的有效射程一律從遠距離向日軍旗艦“三笠”號轟擊
遠方的海麵上掀起了一根根水柱霎時間一個黑點上騰起了一片火光
“報告將軍閣下敵旗艦‘三笠’號中彈起火”
“好給我繼續打”羅日斯特文斯基興高采烈地喊道“集中炮火把它擊沉”
“三笠”號果然中彈起火然而它並沒有被擊中要害東鄉平八郎繼續指揮艦隊向俄艦接近
8分鍾後聯合艦隊的一些軍艦已駛離俄國先頭艦“蘇沃洛夫”號6500米左右隨即開炮轟擊；同時又轟擊另一前列艦隻“奧斯裏亞比亞”號後者當即中彈起火很快退出戰列半小時後沉入大海
接著“蘇沃洛夫”也遭到重創這艘先頭艦是第二太平洋艦隊的旗艦羅日斯特文斯基正在艦上指揮被炮火擊成重傷隻得轉移到一艘水雷艦上去
日艦見俄國旗艦“蘇沃洛夫”號退出戰列一艘水雷艦運載人員後駛離便緊追水雷艦不放不久水雷艦被追上重傷的俄國艦隊司令羅日斯特文斯基被俘
俄國旗艦退出戰列後其他俄艦很快亂了隊形向四處逃竄直到下午3時30分各艦才彙合起來向海參崴方向敗退
傍晚時分東鄉平八郎命令各主力艦以最高速度駛往俄艦逃回海參崴必經的鬱陵島準備第二天在那裏堵截俄**艦同時又命令驅逐艦和水雷艦在晚間襲擊俄艦
晚上8時15分40艘日本艦艇向逃竄的俄艦發動攻擊經過兩個多小時的激戰又有3艘俄艦被擊傷
28日早晨殘存的俄國艦隊果然在鬱陵島附近的海麵出現上午10時30分東鄉平八郎的28艘主力艦包圍了俄國艦隊15分鍾後俄國艦隊各艦掛起了投降的旗幟
在不到兩天的海戰中俄國艦艇被擊沉19艘被俘7艘僅3艘駛到海參崴其餘的逃到其他港口官兵死傷11000餘人而日本聯合艦隊僅損失1艘水雷艦死傷700餘人
第二太平洋艦隊的覆滅使沙皇輸光了最後一筆賭注再也無力同日本較量了日本也被這場日俄戰爭拖得財力枯竭希望停止戰爭
1905年9月8日日俄兩國在英國樸茨茅斯簽訂和約主要內容為：俄國承認朝鮮為日本的勢力範圍；將在中國遼東半島的租借權轉讓給日本；割讓庫頁島南部給日本這一條約至1945年廢除