Крейсер «Дмитрий Донской» в ходе дневного боя 14 мая получил лишь незначительные повреждения верхних надстроек и шлюпки. Вечером он держался за крейсерами «Олег» и «Аврора», шедшими на юг. Но, не имея возможности развить достаточную скорость, стал отставать и с наступлением темноты совсем потерял их из виду. Тогда «Дмитрий Донской» повернул на северо-восток. Всю ночь крейсер успешно отбивал атаки японских миноносцев, а с рассветом 15 мая увидел миноносец «Буйный», на котором находился адмирал Рожественский. Адмирал перейти на «Дмитрий Донской» не захотел, его перевезли на «Бедовый», который ушел вместе с «Грозным». А «Буйный» остался около «Дмитрия Донского». Но вскоре выяснилось, что «Буйный» не может следовать за крейсером, и потому команда с него была снята, а сам миноносец затоплен несколькими выстрелами с «Дмитрия Донского». После чего крейсер продолжил путь прежним курсом.
Около 16 часов с крейсера увидели на горизонте дымки, а справа вдали на траверзе — японскую эскадру, шедшую контркурсом. «Дмитрий Донской» резко повернул на северо-запад, рассчитывая пройти левее острова Дажелет. Через некоторое время с «Дмитрия Донского» определили, что дымки на горизонте принадлежат японским крейсерам «Ицукусима», «Мацусима» и «Хасидате» и броненосцу «Чин-Иен». К 17 часам с левого борта показалось два трехтрубных быстроходных крейсера, «Нийтака» и «Отава», которые быстро приближались. Командир «Дмитрия Донского» решил попытаться выброситься на острова Дажелет, до которого оставалось не более 25 миль, и крейсер пошел туда полным ходом. Японские крейсера с левого борта быстро нагоняли «Донского», а около 18 ч. 30 мин. с одного из них был сделан первый выстрел. «Дмитрий Донской» открыл ответный огонь. Поначалу попаданий было мало, но к вечеру японцы пристрелялись. Вражеский снаряд вывел из строя рулевой привод, и крейсер пошел в сторону японских крейсеров, после этого число попаданий увеличилось.
К концу боя на «Дмитрии Донском» была пробита труба, и из-за резко упавшего давления в котлах скорость его не превышала пяти узлов. С наступлением темноты бой прекратился. Тут начались атаки японских миноносцев, которые продолжались до 22 часов. В темноте крейсер подошел к острову Дажелет и остановился в четырех кабельтовых (732 м) от берега. Затем подошел на два кабельтовых, отдал якорь, спустил шлюпки и начал эвакуировать команду на берег. К 6 часам утра перевозка команды была закончена. «Дмитрий Донской» с немногими оставшимися на его борту людьми под командой капитана 2-го ранга Блохина снялся с якоря и отошел на 45-саженную глубину (около 100 м). Тут на нем открыли кингстоны, и «Дмитрий Донской» медленно и без крена пошел ко дну, а остававшаяся на нем часть команды на баркасе вернулась на берег.
Крейсер «Владимир Мономах» после дневного сражения сначала шел в кильватер «Дмитрию Донскому», но с наступлением темноты отстал и остался один. Тогда крейсер повернул на северо-восток и взял курс на Владивосток. До девяти часов вечера было отбито три минные атаки. Примерно в это время сзади показался миноносец, давший условный сигнал. Это был «Громкий», и ему было приказано держаться как можно ближе за кормой.
Пока господа офицеры и команда разглядывали «Громкий», к правому борту крейсера подошел японский миноносец и в упор выпустил торпеду, сделавшую огромную пробоину. Под пробоину был подведен пластырь. «Громкий», увидев, что «Владимир Мономах» остановился, дал полный ход и просигналил, что идет во Владивосток.
После полуночи «Мономах» шел полным ходом, но кое-как закрепленный пластырь сорвался, и в пробоину хлынула вода. Командир крейсера, оценив ситуацию и решив, что до Владивостока крейсер не дойдет, приказал идти к ближайшему берегу, чтобы на него выброситься. «Мономах» переменил курс и повернул на запад.
Около 8 часов утра «Мономах» подошел к острову Цусима. Вода в это время уже подходила к топкам, давление пара упало, и крейсер мог идти только самым малым ходом. Команда начала спускать шлюпки и переносить на них раненых. К «Мономаху» подошел японский вспомогательный крейсер и также спустил шлюпки, на которые высадилась часть команды русского крейсера. Многие матросы добирались до японского крейсера вплавь. Последние моряки, оставшиеся на «Мономахе», открыли кингстоны, и около 9 часов утра 15 мая «Владимир Мономах» скрылся под водой.
Крейсер 1-го ранга «Светлана» в самом начале боя 14 мая получил большую пробоину в носовой части ниже ватерлинии. Все носовое отделение было затоплено, крейсер сильно сел носом и не мог дать больше 15 узлов. Кроме этого, «Светлана» получила еще одну небольшую пробоину у ватерлинии. Остальные повреждения были незначительны, все возникающие пожары удавалось быстро тушить. «Светлана» все время держалась в кильватере других крейсеров, но с наступлением темноты полным ходом пошла во Владивосток. Ночь прошла спокойно, кроме миноносца «Быстрый», шедшего тем же курсом, никого видно не было.