1905年5月27日2时45分，日本武装商船“信浓丸”发现了俄国舰队中的一艘医护船。虽然俄国增援舰队司令罗热斯特文斯基下令实施灯火管制，但该船却因纪律松懈而未执行命令，由此被日方捕捉到了俄国舰队的行踪。这一发现，终于为久久等待的东乡平八郎提供了绝佳的机会。
得到情报后的东乡平八郎，立即下达了“全军出动、围歼俄国海军舰队”的命令。日本联合舰队的第三、四、五、六战队悄悄地向俄国舰队包抄而来……其实在这个过程中，俄军舰队并非没有截收到“信浓丸”号向日军旗舰发出的无线电报警信号，并且俄“乌拉尔”号巡洋舰舰长也曾建议对日舰实施无线电干扰。当时的俄军舰船上装备有德国最新制造的功率非常强大的无线电发射设备，完全有能力实施干扰。然而，对电子战一无所知的罗热斯特文斯基却拒绝了这一可以延迟东乡平八郎行动的正确建议。当他意识到自己的失误时，为时晚矣。
由于日军使用了改良的火药，杀伤力大增，加上较高的命中率，致使数量和装备上都占优势的俄舰损失惨重。俄方“奥斯里比”号、“亚历山大三世”号、“波罗地诺”号、“肯尼亚苏瓦洛夫”号等战舰相继沉没。最终日舰于28日拦截到了俄军驱逐舰“毕尔多夫”号，俘虏了俄舰队司令罗热斯特文斯基。至于其他残余俄舰，或被击沉，或在逃到中立港后解除武装，最后只剩下巡洋舰“阿玛斯”号及2艘驱逐舰逃到了符拉迪沃斯托克。日俄两国于 1905年9月5日，在美国签订了《朴茨茅斯和约》。至此，战败的俄国不仅将其侵占的中国领土拱手让给日本，同时还承认了日本在朝鲜的支配地位。