С наступлением утра Макаров перешел с крейсера «Диана» на флагманский корабль эскадры – броненосец «Петропавловск». Вскоре возвратились русские миноносцы, посланные накануне в разведку. Однако пришли не все. Миноносец «Страшный» заблудился в тумане и отстал от своих. Уже на подходе к Артуру он был окружен большим отрядом японских кораблей. Вскоре на рейде крепости услыхали отдаленный гул артиллерийского боя. Узнав об этом, Макаров тотчас направил к месту сражения крейсер «Баян».
...Сигнальщики на мачте крейсера увидели первыми: все кончено – разбитый снарядами «Страшный» уходил под воду. С «Баяна» открыли огонь по японским кораблям, те отвечали. На том месте, где только что затонул русский миноносец, «Баян» остановил ход. Спустили шлюпку, выловили оставшихся в живых. Их оказалось немного, всего пять человек. Теперь уже участь «Страшного» угрожала и самому «Баяну»: с юга показалась эскадра японских крейсеров. Командир «Баяна» отвернул обратно на соединение с главными силами русского флота.
Еще в 6 часов утра Макаров приказал кораблям эскадры выходить на внешний рейд. Через час из гавани вышел флагманский броненосец «Петропавловск», за ним двинулись «Полтава», «Победа», «Пересвет», крейсера. Где же броненосец «Севастополь»? Макаров приказал поднять сигнал. Ему ответили, что портовые буксиры никак не могут справиться с тяжелым кораблем. Макаров остался очень недоволен, но тем не менее повел эскадру в море. Вперед вышел «Баян». Когда крейсер проходил мимо «Петропавловска», адмирал сигналом поздоровался с командой и поблагодарил ее за хорошую службу. Русские корабли энергично атаковали японскую крейсерскую эскадру и заставили ее отступить, нанеся повреждения некоторым вражеским кораблям. Вскоре однако Макарову пришлось прекратить преследование, ибо на горизонте появились главные силы японского флота во главе с адмиралом Того. В 9 часов утра вся русская эскадра легла на обратный курс, в Артур. Впереди шёл «Петропавловск» под флагом командующего флотом.
Погода к этому времени резко начала меняться: все предвещало ясный, солнечный день. Дул порывистый, холодный ветер, поднимая легкую зыбь. Макаров и его штаб находились на мостике «Петропавловска». Здесь же был художник Василий Васильевич Верещагин со своим неизменным альбомом. Известнейший русский баталист, несмотря на свои шестьдесят с лишним лет, отличался юношеской подвижностью и отвагой. Он во что бы то ни стало хотел лично участвовать в морском бою. Макаров, стоя на мостике в распахнутой шинели, оживленно давал пояснения Верещагину, собиравшемуся сделать зарисовки эскадры. Японские корабли маневрировали в отдалении. Орудия, недавно грохотавшие, умолкли. До входа в гавань оставалось совсем близко. Было 9 часов 39 минут утра...
И вдруг над морем раздался чудовищной силы взрыв. Сноп желтого пламени взметнулся выше мачт броненосца. Носовая часть «Петропавловска», окутанная густым облаком дыма, стремительно уходила под воду. Корма поднялась, винты корабля продолжали бешено вращаться, калеча людей, прыгавших с корабля в воду.
Через две минуты все было кончено. Огромный броненосец исчез, только горстка людей барахталась на поверхности моря, цепляясь за плавающие обломки.
Неожиданная и ужасающе скоротечная катастрофа потрясла всех. Но каковы бы ни были масштабы случившейся трагедии, всеобщее беспокойство и волнение вызывал один вопрос: «Жив ли адмирал? Спасен ли Макаров?» К месту гибели «Петропавловска» со всех сторон устремились катера и шлюпки. Оглушенных взрывом, раненых и обожженных людей вытаскивали из холодной воды. Всего было спасено 7 офицеров и 52 матроса. Макарова среди них не оказалось... Удалось выловить только его шинель. Ту самую, которая была у него на плечах на мостике броненосца.
Непоправимость происшедшего понимали все защитники крепости. Общее настроение хорошо выражено в дневнике одного из русских морских офицеров: «Мы до последней минуты надеялись, что Макаров жив, и нам так хотелось этого, что, когда вошли и стали во внутреннем рейде и кто-то сказал, что будто Макаров спасен и находится на „Гиляке“37, мы радостно закричали «ура!». Но, к несчастью, это известие оказалось ложным... Всё бы мы перенесли легко, но гибель командующего – это уж слишком громадное несчастье».
Да, произошло громадное несчастье. И этот печальный факт нашел подтверждение сразу же. На эскадре началась паника. Строй рассыпался, два корабля столкнулись друг с другом. Разнесся тревожный слух: подводные лодки!.. Тогда комендоры как безумные принялись палить во всякий плавающий предмет. И тут еще новый взрыв – это броненосец «Победа» тоже натолкнулся на японскую мину. И вот капризы военного счастья: повреждения на корабле оказались самые легкие, убитых – ни одного. Эскадра кое-как доплелась до гавани. Уныние и отчаяние, как густой, тяжелый туман, повисли над Порт-Артуром...