Далее Рожественский спокойно и обстоятельно выявил, а затем, рывком сократив дистанцию и введя в дело все калибры, на все сто процентов воспользовавшись подавляющим превосходством в огневой производительности своей артиллерии, подавил одну за другой все японские батареи. Крепость Татибана пала, не нанеся серьезного урона атакующей стороне. При этом русские применили новую тактику. Не имея возможности корректировать огонь с воздуха и ощущая недостаток боеприпасов, броненосцы и старый крейсер решительно сблизились сначала с укреплениями на острове Иосима, а потом на Каминосиме, прикрывавших подходы к проливу, ведущему в бухту Нагасаки. После чего, каждый раз стопоря машины, быстро забросали их заранее подготовленными по дистанции сегментными снарядами из скорострелок и тяжелых орудий и градом шрапнелей. Остававшиеся в погребах немногочисленные фугасы и бронебои берегли на случай боя с японским флотом, поэтому ими дали лишь несколько пристрелочных залпов. При этом от ответного огня незначительно пострадал флагманский «Орел». Но, несмотря на начавшийся на борту пожар, боеспособности он не потерял, сохранив свое ведущее место в строю до окончания перестрелки. Броня пробита не была, артиллерия и механизмы не пострадали.
Малая дистанция позволяла хорошо видеть японские укрепления, а также наблюдать результативность своего огня. Несмотря на некоторые доработки запальных трубок и стрельбу половинными зарядами, что заметно снижало скорость полета снарядов, увеличивая угол падения, разброс по времени срабатывания взрывателей был слишком большим, от чего страдала результативность огня. Заметных разрушений на фортах отмечено не было, но орудия стрелять перестали.
Расход боекомплекта оказался несколько большим, чем при использовании фугасных бомб, несмотря на меньшую дистанцию стрельбы. По итогам этого боя признали воздействие подобных снарядов всех калибров даже по неподвижным береговым целям явно недостаточным, что подтвердилось затем опросом пленных, доставленных десантными партиями.
Стоявший брандвахтой у островка Накано, почти на входе в пролив, старый корвет «Конго» и небольшая канонерка (похоже, из китайских трофеев), в бою не участвовали и поспешно скрылись в глубине бухты, сопровождая уходившие туда из-за острова Кояги тяжело груженные пароходы. Занятые фортами броненосцы и крейсер не смогли уделить им должного внимания, хотя соблазн закатать по таким «жирным» целям пару залпов был большой.
Ожидавшейся сразу вслед за этим атаки миноносцев или других сторожевых судов, как у Осакского залива, не последовало. Это вызвало некоторую скованность в дальнейших действиях, так как на подходах к порту их тоже не встретили, а по данным разведки здесь миноносцев было не менее четырех штук. Только после опроса пленных выяснилось, что все они еще в начале июня были переведены в Мозампо для несения патрульной службы.
Подавив батареи и продолжая утюжить японские укрепления шрапнелью из трехдюймовок вплоть до высадки на берег штурмовых групп, Рожественский, после короткого совещания с Йссеном, отправил в гавань порта все три его броненосца береговой обороны, так как другого способа добраться до укрывшихся там пароходов не было. Довольствоваться оставленными у берегов Окиносимы и Коягисимы к востоку и западу от пролива Онако-Сето несколькими старыми небольшими транспортами и десятком каботажных шхун он не собирался.
Оба больших броненосца остались маневрировать у островов в паре миль от входа в Нагасаки-ван, что позволяло быстро прикрыть малые броненосцы в случае необходимости. Десантные партии с них довольно скоро переключились на осмотр брошенных судов, едва успев взорвать на батареях погреба и уцелевшие пушки, а также маяк на северной оконечности Иосимы. На свои корабли вернулись только те, кто сопровождал пленных.
К шлюпкам отступали уже под ружейным огнем непонятно откуда взявшихся саперных рот. Вытащить всех своих раненых и убитых удалось только благодаря плотному прикрытию с броненосцев и пулеметам, открывшим огонь из шлюпок. Из уцелевших артиллеристов захватили с собой лишь офицеров. Остальных пушкарей связали и оставили на позициях, наспех перевязав своих и японских раненых.
Из-за катастрофической нехватки легких сил для осмотра южных выходов из проливов Кояги-Сето и Онако-Сето с началом боя выслали «Корею». С транспорта обнаружили и потопили там три шхуны, направлявшиеся к порту. Команды приняли на борт вместе со шлюпками. После этого «Корея» двинулся к островку Хасима, скрывавшемуся за зеленым массивом Такашимы на юго-западе.
Приблизившись к этому рифу, всего в 480 метров длиной и 160 шириной, принадлежащему компании «Мицубиси» и заселенному шахтерами, добывающими уголь, открыли огонь по надземным строениям шахты и стоявшим у пристани и на якорях поблизости от нее угольным шхунам, таким же, как и три уничтоженные ранее.