Видя начатый русскими охват головы японской колонны, с «Сикисимы» начали было пристрелку по крейсерам, шедшим наперерез, но вскоре потеряли их в дыму пожаров «Микасы», снова переключившись всей артиллерией на броненосцы. Это метание между целями сильно ослабляло результативность ответного огня броненосца, но ситуация менялась слишком быстро, чтобы успеть среагировать достаточно эффективно.
«Сисой» обзавелся такими же «надбашенными» трехдюймовками, что и «Наварин», а на месте установленных еще в Петербурге четырех 75-миллиметровых пушек на крыше каземата поставили четыре 120-миллиметровые, придвинув их вплотную к борту, для увеличения секторов обстрела, прикрыв щитами и выгородками и оборудовав легкие спонсоны. Срезали фальшборт на спардеке и установили прежние четыре 75-миллиметровки – по две под командирским и кормовым мостиком. В батарейной палубе и на спардеке устроили траверзы из котельного железа, для защиты прислуги орудий от осколков. Также сняли все ростры, шлюпбалки и лишние грузовые стрелы, опустив единственный оставшийся на броненосце малый катер и 12-весельный баркас прямо на палубу, между световыми люками машинного отделения. Дерево с палуб и из отделки кают также безжалостно было удалено, заодно с обширной навесной палубой, простиравшейся ранее от мостика почти до второй трубы.
А русские снаряды все выли вокруг, круша все, что попадалось им на пути. После первых общих залпов броненосцы перешли на беглый огонь в максимальном темпе, продолжая быстро приближаться и не давая опомниться.
Русские отряды оторвались друг от друга. Один их броненосец был выбит из строя и, вероятно, затонул, два головных горели и имели очень большие разрушения в надстройках и по корпусу, броненосные крейсера едва держались на плаву и сильно горели, потеряв почти все орудия. Половина их флота осталась где-то далеко за кормой, выйдя из игры, и чаша весов, наконец, начала склоняться в сторону флота микадо.
Идя на 10 узлах южным курсом, с флагманского крейсера 5-го отряда и всей третьей эскадры «Ицукусима», шедшего головным, в 09:56 были обнаружены дымы прямо по курсу. В этот момент японские крейсера отошли от мыса Коозаки на семь с половиной миль. Идя прямо на дымы, вскоре удалось разглядеть силуэты четырех броненосцев типа «Суворов», и еще несколько кораблей скрывала дымка, над которой возвышались лишь верхушки мачт.
Срочно начали затапливать расположенные рядом кормовые погреба, но потушить начавшийся пожар в торпедном отсеке не удавалось. Взрывом снаряда, а потом и воздушного резервуара перекосило все люки и двери. А помещения над бронепалубой быстро заполнились едким дымом. Через семь минут, когда русские уже совсем скрылись на востоке, от жары взорвались боевые отделения торпед, и просто чудо, что не детонировали снаряды в полузатопленных погребах. От мощнейшего сотрясения рухнула на палубу едва стоявшая задняя труба. В образовавшуюся огромную подводную пробоину хлынула вода, моментально потушившая пожар, но броненосец теперь было уже не спасти. Сильные вибрации, словно судороги, долго не стихали в корпусе, заставляя дрожать переборки и палубы.