Начиная с 10:30, сразу после обнаружения впереди по курсу новых целей и доклада об этом командующему, корабли Иесена перестроились в строй уступа к противнику и начали пристрелку по трем удиравшим японским крейсерам носовыми плутонгами, распределив цели между собой. Нашим крейсерам снова мешал дым, но при корректировке из блиндированных рубок на мачтах «России» и «Громобоя», пристреляться удалось достаточно быстро. Первым добился накрытия крейсер «Россия», стрелявший по второму кораблю в японской колонне, опознанному как «Чиода». К этому времени дистанция до него была уже всего 29 кабельтовых и продолжала сокращаться. Перейдя на беглый огонь носовыми залпами, быстро добились попаданий. Разрывы наших снарядов на юте японца, дававшие яркий желтый дым, были хорошо заметны с такого расстояния.
А лишившийся хода раньше всех «Ицукусима», с уходом «Чен-Иена», почти не обстреливался, будучи под огнем лишь 120-миллиметровой артиллерии с броненосцев береговой обороны. При этом сам он вел интенсивный огонь всем левым бортом по наименее бронированному из всех «Ослябе». Барбетная установка на крейсере не действовала, так как из-за нехватки пара не было возможности запустить механизмы её гидравлики, а ручной гидравлический насос сломался. Но когда до вырвавшихся вперед новейших русских броненосцев осталось всего 20–25 кабельтовых и они смогли навести на него свои кормовые башни, «Ослябя» начал пристрелку. После достижения накрытия перешли на частый огонь со всех пяти кораблей отряда из всех калибров. За следующие десять минут крейсер получил не менее трех попаданий тяжелыми снарядами и около двадцати – среднего калибра. Примерно в 10:40 флагман третьей эскадры объединенного флота получил попадание снаряда большого калибра в район ватерлинии под барбетом 320-миллиметрового орудия и исчез в огромном облаке взрыва собственных погребов.
Однако третья атака русских броненосцев и крейсеров не дала возможности справиться с этими повреждениями. Снова пришлось дать полный ход, для восстановления приемлемой дистанции боя, что ускорило затопление ряда отсеков в носу и еще больше увеличило осадку. Новые попадания нанесли дополнительные повреждения, отсрочив выполнение первоочередных мероприятий по борьбе за живучесть, что осложнило все эти работы в дальнейшем.
На всех кораблях, по приказу командующего, начали поднимать пары во всех котлах и объявили боевую тревогу. Освещение выключили полностью, выбросив туманные буи. Около пяти с «Громобоя» сообщили, что у него за кормой, слева направо, проскочили на большом ходу четыре крейсера, опознать которые не удалось из-за дымки. Но нас они, похоже, не видели.
«Изумруд» же двинулся сначала строго на запад, после развернувшись к северо-востоку и развив полный ход, прошел до самого пролива Дженкай-Нада, откуда развернулся на обратный курс, продолжая, однако, держаться максимально далеко от берега, чтобы лишь не потерять ориентиров. В свою временную базу крейсер вернулся только к пяти часам вечера, приведя еще один трофейный пароход примерно в семьсот тонн водоизмещения, груженный местным японским углем. Попутно было потоплено семь рыбацких джонок. Их экипажам давали возможность покинуть свои корабли, после чего пускали ко дну несколькими выстрелами в ватерлинию в упор из трехдюймовок. Боевых кораблей так и не было встречено.