由於驅逐艦編隊釋放了魚雷攻擊，使得俄國艦隊只得匆忙轉變各自的艦體姿態來躲避魚雷，即便如此中俄兩支艦隊現在的距離已經進入四公里的極度危險區域。在不到三分鐘的時間內，博羅第諾號和亞歷山大三世號兩艘俄國主力戰艦被對面中國第一艦隊的四艘戰列艦命中了三發三百零五毫米巨彈，旗艦博羅第諾號一枚，亞歷山大三世號側舷水線裝甲帶兩枚。
本來雲南號這一輪齊射命中目標兩發炮彈是個很大的戰果，不過令人驚訝的是炮彈並沒有擊穿目標的主裝甲帶，似乎什麼事情也沒有發生一樣。因爲距離緣故，貴州號上的楊用霖等中國官兵不可能看得非常仔細，雲南號這兩發炮彈給亞歷山大三世號帶來了極爲嚴重的內傷——這兩枚炮彈命中位置的裝甲板雖然沒有被擊穿，但是受了極爲強力的震動，其中一塊裝甲鋼板的八條扣件中有五條條居然脫落，另外一塊裝甲鋼板的情況也差不多。這兩塊扣件脫落的裝甲鋼板雖然沒有被擊穿，但是現在它們的狀況比擊穿更要命，現在海面上的風浪並不算大，但是海水依舊從這裡快速灌進。
博羅第諾級戰列艦還有它們的原型皇太子號都是深受法國設計思想影響的戰艦，它們的穩心本來就很高，如果碰上大量進水，那艦寬的補償作用也就失去了意義，這就更加加重了戰艦的不穩定性。亞歷山大三世號目前就處於這個狀態，從這兩塊裝甲鋼板處泄露進艦體的海水流量非常大，而第一艦隊的四艘戰列艦幾乎將全部火力都傾瀉到它們的頭上，副炮炮彈的穿甲能力雖然不足，但勝在量多，在其上層建築引發了大火，博羅第諾號和亞歷山大三世號現在可謂是處於冰火兩重天。
北京號戰列艦雖然只命中了博羅第諾號一枚炮彈，但這枚炮彈成爲自開戰以來最有價值的炮彈——這枚炮彈直接擊穿了博羅第諾號司令塔的正面裝甲！這枚炮彈在擊穿頂部裝甲之後在其內部發生了爆炸，爆炸形成的氣浪橫掃司令塔內部的一切，書本大小的彈片四處橫飛，司令塔內部瞬時成爲人間地獄，正在司令塔內指揮的斯達爾剋夫中將在第一時間被一塊碗口大小的彈片削飛了半邊腦袋當場陣亡，司令塔內部的各級軍官非死即傷。
作爲旗艦的司令塔被北京號一炮端掉，海軍中將連同大批高級軍官瞬間陣亡，這無疑讓整個太平洋艦隊失去了大腦。不過這還並不算完，下一輪齊射北洋號一枚主炮炮彈再一次命中了司令塔，這一次炮彈的落點在司令塔的右側再次擊穿司令塔，逃過剛纔一劫的航海長和六個軍官當場被炸的屍骨無存，這枚炮彈的彈片將羅盤也給打壞了，更重要的是航海長因爲是被彈片劃過脖子當場死亡，身體到下的時候也改變了整艦航向——舵向偏右！
第一艦隊距離博羅第諾號和亞歷山大三世號已經不足三公里，本來因爲躲避魚雷博羅第諾號已經艦體稍微偏右了，但是航海長死後改變了舵向，這就意味着這艘太平洋艦隊的旗艦在如此近的距離上還要將艦體橫過來徹底暴露在第一艦隊的主炮炮擊之下，更爲嚴重的是它的右側稍微偏後一些的位置是亞歷山大三世號，它的轉向正好擋住了亞歷山大三世號戰列艦，逼迫其緊急改變航向免得兩艘戰艦相撞！
在貴州號上的楊用霖第一時間發現了博羅第諾號的不正常，立刻命令貴州號主炮改變目標，配合鄧世昌指揮的北洋號和北京號先解決敵艦隊的旗艦，同時也用電報通報了雲南號的艦長黃鳴球，命令其配合自己的行動。
三公里的距離上不敢說百發百中，但主炮的命中率已經提高到一個令人驚駭的地步，至少對於此時正在博羅第諾號上俄國海軍官兵來說這是瞬間見證死亡的時刻。第一艦隊的二十門主炮此時也不等待協調主炮齊射時機，各自的主炮在裝填好炮彈後立刻開炮——這麼近的距離誰率先開炮，以三百零五毫米巨彈的威力，說不好幸運的話可以一炮解決掉對手，這種概率對中國戰列艦有效，對俄國人也同樣有效，這是一個可能改變戰鬥態勢的機遇。
由於兩支艦隊的航向差異和先前魚雷攻擊的效果，處於第一艦隊最後面的雲南號正好處於博羅第諾號後主炮塔的射界內，雖然戰局千變萬化，但是俄國海軍官兵已經意識到他們可以向雲南號射擊，並沒有等命令便開始驅動後主炮塔旋轉，而航海長死後的舉動讓艦體右轉，這意味着所有的第一艦隊戰列艦都會處於後主炮塔的射擊範圍內。雲南號在接到楊用霖的命令後立刻調整炮塔方位，搶先一步對博羅第諾號艦體後部開始射擊。
第一艦隊四艘戰列艦先後完成了兩輪炮擊，距離如此之近使得這兩輪炮擊便有五發主炮炮彈命中博羅第諾號，而云南號也被其反擊命中一座副炮，誘爆副炮彈藥發生大火。雲南號上副炮發生爆炸引起的火勢在其艦體內部火速蔓延，燒斷了數根電纜，誘爆彈藥爆炸所產生的彈片不僅殺傷了大量海軍官兵，還震斷了一條蒸汽管路，使得雲南號的航速下降到十一節，不過艦上的水兵及時控制了火勢，並且派出修理人員搶修蒸汽管路，只是艦體有些右傾。
博羅第諾號上的太平洋艦隊最高指揮官陣亡，艦上的水兵在得知情況後，立刻掛出了“海軍中將斯達爾剋夫指揮權出讓”的旗號，俄國太平洋艦隊的指揮權被順位由乘坐佩列維斯特號的副司令長官海軍少將烏赫託姆斯基親王接手。這位大腹便便的親王少將也是俄國海軍衆多無能的高級將領之一，在目前這種亂戰的情況下，他根本沒有能力來指揮整個艦隊作戰。剛剛躲開飛馳而過的魚雷之後，接手指揮權的烏赫託姆斯基少將居然打出了“各自爲戰”的旗號，這等於是讓俄國艦隊更加劇了無序化的狀態。
烏赫託姆斯基少將雖然無能，但是他的坐艦佩列維斯特號卻顯得非常凸出——這艘同樣新銳的戰列艦處於艦隊的中前部，在第一艦隊四艦猛攻博羅第諾號的時候，前主炮塔三次射擊居然有三枚炮彈命中收賬，這三枚炮彈都命中的是作爲第一艦隊的先導艦北洋號。這三枚巨彈對北洋號戰列艦來說是一個巨大的考驗，兩枚命中裝甲帶，一枚打在了司令塔的右側後方。兩枚命中裝甲帶的炮彈一枚被彈開，一枚在水線上方擊穿擊裝甲，摧毀了數個艙室，只引起了一場規模不大的火災，很快便被控制；命中司令塔右側後方的那枚炮彈摧毀了大量的甲板建築，十五名海軍官兵只有一人倖存。
不僅如此，除了佩列維斯特號之外，俄國的巡洋艦也在規避魚雷之後從第一艦隊的側後方追趕上來全力向第一艦隊射擊，雲南號和貴州號揹負了沉重的壓力，但依舊置之度外全力向博羅第諾號射擊。這兩艘戰列艦裝備了大量的副炮，雖然主炮炮彈投放力度不如北洋級戰列艦，但是其副炮頻頻開火，嚴重破壞了博羅第諾號的上層建築，在大火和炮彈的雙重打擊下，博羅第諾號上層建築的各處火力點被大火吞沒，不時發生的大小不一規模的爆炸——博羅第諾級戰列艦的火力配備體現了十九世紀戰列艦發展思路，在其上層建築上安裝了大量的輕型火炮。
中國的北洋級戰列艦在設計上已經大量減少了輕型火炮，努力提高艦載平臺上的主炮數量，意圖使用大口徑主炮在較遠的地帶來解決戰鬥，或者給予對手重創。即便出現眼前這樣的短兵相接的局面，也不至於被炮擊和火災誘爆輕型火炮彈藥給自己找麻煩。
此時的博羅第諾號戰列艦已經成爲海上一個巨大的“火炬”，濃煙和火焰使這艘俄國旗艦變成了人間地獄，不時的可以看見渾身是火的俄國水兵乾脆跳海逃生，有些倒黴蛋雖然跳海得以將身上的火滅掉，但是卻被沒有擊中戰艦的小口徑彈藥炸死，甚至更倒黴的是被艦上炸落的構件砸死，海面上一片狼藉慘不忍睹。
最終讓博羅第諾號“解脫”的不是第一艦隊的大口徑炮彈，而是艦上四處蔓延的大火。現在博羅第諾號上的大火，不光是上層建築的大火，艦體內部的火勢已經失去了控制，一些機油管道被炸裂之後泄露，大火沿着豪華裝修材料和機油迅速蔓延，最後直到前主炮塔的彈藥庫。一聲巨響，這艘排水量大到一萬四千噸的鉅艦艦體詭異的橫擺了一下，一道高達數十米的火舌將已經殘廢的前主炮塔推上了半空，連續的爆炸聲響徹不斷，在不到二十秒的時間內，博羅第諾號結束了它的海上生涯，在一連串沉悶的爆炸聲中，斷裂成兩截消失在碧波盪漾的海面上。
博羅第諾號沉沒不到一分鐘，兩枚三百零五毫米的巨彈從天而降在距離俄國艦隊彼得羅巴甫洛夫斯克號好不到三十米的距離上激起了十來米高的水柱——中國海軍總參謀長藍建樞中將率領的第二艦隊從太平洋艦隊的左後方駛來，距離七公里，剛纔的水柱是山東號和廣東號戰列艦上的主炮試射！
博羅第諾號的沉沒是這場大海戰重要的轉折點，鄧世昌終於還是撐到了藍建樞趕來包圍俄國太平洋艦隊，雖然第一艦隊的四艘戰列艦各個帶傷，不過相比俄國艦隊，有什麼能夠比干掉對方的大腦更重要？本來佩列維斯特號接連命中北洋號極大的鼓舞了人心渙散的俄國太平洋艦隊，但是發生在博羅第諾號上的劇烈爆炸極大的震懾了他們，而藍建樞在這個時候趕來，一枚並沒有命中目標的試射炮彈徹底擊碎了俄國人最後的心理底線。
烏赫託姆斯基少將在接手指揮權之後根本沒有發出任何有價值的命令，在廣東號兩艦試射之後，後面跟過來的六艘天津級裝甲巡洋艦分別也進行了試射，隨後而來的艦炮齊射一次投放過來的三十六枚八寸炮彈讓俄國太平洋艦隊的中後部徹底炸了窩。天津級裝甲巡洋艦的設計思路就是以恐怖的彈藥投放力度打垮對方，每分鐘最快可以進行四次射擊，每分鐘便可以將一百四十多枚炮彈扔到對方的腦袋上，雖然七公里的距離是有些遠，但是這麼多炮彈同時飛臨俄國太平洋艦隊戰艦的上方，光是激起的水柱就足以震撼人心，徹底瓦解了對方的戰鬥意志。
藍建樞率領的第二艦隊連同廣東和山東號戰列艦並沒有向鄧世昌艦隊那樣對俄國艦隊形成這麼規則的“t”形，而是向俄國艦隊陣形中後方斜插以最大航速衝擊——在藍建樞艦隊到來之後，中國主力艦隊算是齊聚這片海域，實力遠比俄國太平洋海軍強得多，沒有必要再這麼遮遮掩掩，而是採取強硬的作風給予太平洋艦隊最後一擊，爭取在這次海戰中徹底解決俄國遠東海軍問題，不放過任何一艘俄國戰艦。
在擊沉俄國艦隊旗艦博羅第諾號之後，第一艦隊自然也發現了遠處的藍建樞艦隊，此時四艘戰列艦依舊由鄧世昌和楊用霖統領，各自尋找附近的目標，獵殺已經膽寒的俄國海軍戰艦。相比之下失去統一指揮的俄國太平洋艦隊則顯得太過混亂——有的繼續堅持戰鬥，有的照舊向第一艦隊前進，有的在慌亂中左轉舵，想要逃回海參崴。
太平洋艦隊到目前的主力艦隻沉沒了一艘旗艦，還並沒有到世界末日，但是這些各自爲戰的艦長在沒有得到有力的指揮時各自行事，使得本來已經混亂的艦隊陣形顯得就像是一鍋糨糊。第一艦隊的四艘主力戰艦則趁機調整航向，在擊沉博羅第諾號之後，調整航向畫過一條弧線，一邊拉開和俄國艦隊的距離保存自己的實力，一邊分別擊中火力對俄國艦隊的主力戰艦射擊，尤其是靠的最近的亞歷山大三世號更是成爲雲南號和貴州號的主要目標，而北洋號和北京號則轉變目標集中火力射擊比較靠近躲在暗處打“黑槍”的俄國新旗艦佩列維斯特號。
俄國艦隊並非是沒有發起反擊的，同屬佩列維斯特級的勝利號戰列艦從左後方斜插以最大航速向北京號駛去，想要靠撞擊北京號來扭轉戰局，不過其他俄艦各自都有自己的想法，沒有配合勝利號的行動。同時勝利號自己的最高航速也不過才十一節，而此時第一艦隊戰列艦編隊航速都已經達到了十四節，加上兩支艦隊的距離，勝利號如果得到周圍其他戰艦的配合，也許有可能會追上後面的雲南號或是貴州號，不過現在這個局面下，勝利號這麼凸出自己只能遭到更加猛烈的還擊——雲南號已經將自己的四門主炮集中對付它了。
被博羅第諾號最後突然的轉向而被迫跟着轉向的亞歷山大三世號無疑是最爲無辜的，在博羅第諾號以難以令人想象的速度沉沒後，立刻將自己的身軀暴露給第一艦隊，雲南號和貴州號連續兩次齊射有兩發三百零五毫米巨彈命中亞歷山大三世號。這兩發炮彈一發命中了其上層建築，一發則在水線附近開了道猙獰的口子，更加加劇了其艦體進水的速度。
楊用霖觀察到亞歷山大三世號的艦體已經嚴重右傾，使得其主炮失去了射擊能力，便指揮雲南號將火力轉移到快速追上來的勝利號，而貴州號則全力攻擊亞歷山大三世號，將已經處於懸崖邊上的亞歷山大三世號再推上一把。
鄧世昌則放棄對已經失去作戰能力的亞歷山大三世號的攻擊，集中北洋號和北京號的火力對旗艦佩列維斯特號炮擊，不過比較麻煩的是不僅有勝利號在做着扭轉戰局不利情況的努力，佩列維斯特號的位置比較靠後，在它左前方的納西莫夫號巡洋艦也在配合佩列維斯特號用它的雙連裝八寸主炮塔向北洋號射擊。
近距離的白刃戰訓練，中國海軍曾經做過大量的演練，這也是因爲考慮天津級裝甲巡洋艦的編組問題——很多海軍將領包括參謀長藍建樞都認爲將天津級裝甲巡洋艦編入戰列艦編隊可以大大提高中國海軍的作戰實力。不過鄧世昌對此有着更多的考慮——中日大青島海戰中，鄧世昌便是靖海級裝甲巡洋艦編隊的司令官，不過那個時候中國海軍只擁有龍旗號戰列艦和鎮遠號“準戰列艦”，爲了彌補戰列艦編隊的實力將龍威級裝甲巡洋艦混編其中，確實對戰鬥起到了很大的作用。只是鄧世昌更加註重考慮中俄海軍的實力對比，認爲在戰列艦的大決戰中，航速的統一更有利於火力分配，同時中國海軍講求的是在中遠距離重創敵艦的戰術，這更能發揮中國戰列艦的優勢。