Несколько крупнокалиберных снарядов попало в центральную часть корабля. Крен все увеличивался, и в 14.50 броненосец повалился на левый борт и опрокинулся. Под вражеским огнем к месту гибели «Ослябли» подошли эскадренные миноносцы «Буйный», «Бравый», «Быстрый» и морской буксир «Свирь». Им удалось поднять из воды 385 человек из команды ушедшего под воду броненосца; 514 человек экипажа погибли в сражении.
На флагманском корабле русской эскадры сосредоточили свой огонь 4 новейших японских эскадренных броненосца: «Микаса», «Сикисима», «Фудзи», «Асахи» — и один из броненосных крейсеров. На «Князя Суворова» обрушился град 12-дюймовых снарядов, Он получил подводную пробоину, была разбита кормовая башня, на корабле полыхали пожары. После 45 минут артиллерийского боя броненосец перестал слушаться руля и, охваченный пламенем, вышел из общего строя эскадры. Один из вражеских снарядов разорвался в боевой рубке, и вице-адмирал Рожественский вместе с командиром корабля получили ранения. Вскоре командующий 2-й Тихоокеанской эскадрой получает второе боевое ранение, после чего руководить боем он уже не мог.
Вышедший из строя, весь в дыму и огне, русский флагманский броненосец стал заманчивой добычей для японских миноносцев. Отряд из четырех миноносцев осторожно приблизился к эскадренному броненосцу, чтобы торпедировать его и тем самым добить. Но волонтер Максимов с комендорами открыли из 75-миллиметровой пушки столь меткий огонь, что вражеские минные корабли сочли за благо отвернуть подальше в сторону от «Князя Суворова».
К флагманскому броненосцу, обстрел которого продолжался, подошел эскадренный миноносец «Бедовый» и с большим трудом взял к себе на борт раненого командующего и часть его походного штаба. Вице-адмирал Рожественский в самом начале сражения получил четыре ранения, в том числе и проникающее ранение черепа, и при снятии его с флагмана находился в беспамятстве.
Японские моряки — свидетели гибели в сражении при Цусиме русского флагмана — так описывают его последние часы:
«…корабль „Суворов“, весь обгоревший и еще горящий, перенесший столько ударов, расстреливаемый всей (в полном смысле этого слова) эскадрой, имевший только одну, случайно уцелевшую пушку в кормовой части, все же открыл из нее огонь, выказывая решимость защищаться до последнего момента своего существования… Наконец в 7 часов 20 минут пополудни, после двух атак наших миноносцев, он пошел ко дну… Наши воины отдали должное его геройскому сопротивлению».
После выхода из строя русского флагмана его место занял эскадренный броненосец «Император Александр III». Его командир капитан 1-го ранга Н.М. Бухвостов решил повести за собой эскадру, чтобы выполнить приказ командующего — прорываться во Владивосток. Теперь на него обрушилась вся сила артиллерийского огня броненосцев Соединенного флота адмирала Хейхатиро Того. Около 18.50 «Император Александр III» опрокинулся на правый борт, и его днище некоторое время оставалось на поверхности моря.
После гибели третьего русского броненосца его место во главе эскадры занял эскадренный броненосец «Бородино» под командованием капитана 1-го ранга П.И. Серебренникова. Вскоре он получает тяжелое ранение, и на его место заступает старший офицер капитан 2-го ранга Д.С. Макаров. Броненосный флот Японии сосредоточивает свой огонь на очередном русском корабле, который отвечает из всех своих орудий. В 19.10 «Бородино» опрокинулся через правый борт. Находившийся на японском эскадренном броненосце английский наблюдатель капитан Пакенхэм описал последние минуты жизни русского корабля так:
«Когда „Фудзи“ достиг точки поворота, его последний 305-миллиметровый снаряд произвел сенсацию дня. Попав в верхнюю часть „Бородино“ около правой носовой башни, снаряд взорвался, и огромный столб дыма, окрашенный ярким светом пламени взрыва и пожара в корме, поднялся на высоту дымовых труб. Из пробоин машинного и котельного отделений в течение двух-трех минут выходил пар. Корабль от фок-мачты и до кормы был окутан огромными клубами дыма и пара, освещаемый частыми высокими столбами огня. Было очевидно, что пожар достиг такой стадии, что борьба с ним уже была невозможна. Боевая жизнь корабля закончилась, но насколько близок был конец, сказать было трудно. Внезапно, на глазах всех, несчастный корабль исчез».
Есть и другая версия гибели эскадренного броненосца «Бородино». Перед опрокидыванием на корабле наблюдался сильный взрыв с правого борта, который, по всей видимости, был результатом детонации боезапаса артиллерийского погреба 152-миллиметровой орудийной башни. Единственный спасшийся с броненосца моряк — матрос Семен Ющин утверждал, что «Бородино» был торпедирован японскими миноносцами, которые атаковали корабль перед самой его гибелью.
В результате дневного боя 14 мая из четырех новейших русских броненосцев три погибли — «Князь Суворов», «Император Александр III» и «Бородино». Были потоплены также эскадренный броненосец «Ослябля», вспомогательный крейсер «Урал» и транспорт-мастерская «Камчатка». Он до последнего отстреливался из своих малокалиберных пушек, стремясь прикрыть от вражеских миноносцев поврежденный флагманский эскадренный броненосец «Князь Суворов». Был брошен вольнонаемной командой сильно поврежденный пароход «Русь», который был затем расстрелян японскими крейсерами. Японцами были захвачены два госпитальных судна.
Фактически в первый день Цусимского морского сражения было уничтожено боевое ядро броненосной 2-й Тихоокеанской эскадры. Лишенная единого командования и управления, она перестала представлять собой организованную боевую силу.
Опускавшийся на море предвечерний туман заметно ухудшил видимость и мешал сторонам вести артиллерийский огонь. В 19.12 командующий японским Соединенным флотом приказал прекратить артиллерийский бой. Адмирал Того с наступлением ночной темноты отправил Для атаки разрозненной русской эскадры, уходившей от островов Цусима в северном направлении, до 60 миноносцев. Им приказывалось торпедными ударами довершить успех дневного боя.
Соединенный флот Японии в дневном бою не потерял ни одного броненосного корабля, но многие из них получили серьезные боевые повреждения. Особенно пострадали от русских снарядов эскадренные броненосцы «Микаса» (во флагманский корабль Того попало до 36 снарядов) и «Фудзи», броненосные крейсеры «Кассуга», «Акама», «Якума», «Ивате», «Такачихо». Один из попавших в «Кассугу» снарядов ударил ниже ватерлинии, и вода затопила угольную яму и стала поступать в котельное отделение. Пришлось погасить топки, вывести из действия несколько котлов и выйти из боя. Один из русских снарядов прострелил крейсер «Такачихо» насквозь и улетел в море, так и не разорвавшись.
Отряды японских миноносцев, охватывая русскую эскадру со всех сторон, совершили много атак на ее корабли и выпустили по ним 75 торпед с дистанции от 1 до 3 кабельтовых. Только 6 из них попали в цель. Отражая атаки противника, русская корабельная артиллерия потопила два японских миноносца и еще 12 сильно повредила. Кроме того, в результате столкновений в ночи между собой во время проведения торпедных атак японцы потеряли еще один миноносец и еще шесть получили сильные повреждения.
Ночью тремя попаданиями торпед был потоплен эскадренный броненосец «Наварин» (из его команды спаслись всего три матроса) и сильно были повреждены два броненосных крейсера — «Адмирал Нахимов» и «Владимир Мономах». Их командам пришлось, открыв кингстоны, затопить свои корабли, чтобы они не достались врагу как трофеи. Такое решение было принято командирами крейсеров капитанами 1 -го ранга А.А. Родионовым и В.А. Поповым. Израненный после девяти минных (торпедных) атак «Владимир Мономах» ушел под воду с поднятым Андреевским флагом.
Затонул сильно поврежденный в бою эскадренный броненосец «Сисой Великий» — его командир капитан 1-го ранга М.В. Озеров приказал открыть кингстоны. Его команда вела бой до последнего и до последнего боролась за жизнь своего корабля. Тем морякам, которым посчастливилось спастись с уходящих на дно кораблей, была уготовлена участь военнопленных.
