Сразу после 16:00 дистанция между колоннами больших кораблей, расходившимися левыми бортами, лишь немного превышала полторы мили, и обе стороны развили максимальный темп стрельбы. При этом японские отряды поставили русских в два огня. Пока броненосные крейсера вгоняли свои залпы в высокие борта броненосцев с их левой стороны, Уриу успешно осуществил охват головы русской колонны. Его флагман «Цусима» довольно скоро оказался прямо перед носом «Орла», громя его продольным огнем из всех пушек и даже готовясь стрелять торпедами, о чем известил соответствующий вымпел, поднятый над ним.
Совсем незадолго до этого головной легкий крейсер, оказавшийся почти под самым цусимским берегом, качать практически перестало, и его артиллеристы смогли добиться нескольких достоверных попаданий. Тянувшиеся следом «Акаси» и «Такачихо» били по «Бородино». Но попадали заметно реже, так как все еще не вошли в узкую штилевую зону у берега. При этом в ответ все трое до сих пор получали только залпы из двух шестидюймовых башен головного русского броненосца и его носовой половины главного калибра, в первые минуты бивших по «Цусиме», но не слишком точно.
Однако эта неточность оказалась обманчивой. Сначала последовала небольшая серия шестидюймовых снарядов, без серьезных последствий рванувших в корпусе, а уже в 15:59 в правый борт флагмана Уриу угодил 305-миллиметровый фугас. Попадание пришлось всего на полметра выше ватерлинии, прямо под кормовым орудием. Пройдя поперек всего корпуса, снаряд взорвался уже у противоположного борта, разрушив офицерские каюты и наружный борт. Кормовые помещения средней палубы начало заливать через четыре большие осколочные пробоины, в жилых помещениях начался пожар. Но пока это было не критично. Хотя от сотрясения на время прекратили огонь кормовые орудия, скорость крейсер не потерял и руля слушался.
Прилетевшие довеском в течение следующей минуты еще два шестидюймовых снаряда, пробившие вторую трубу и борт под полубаком, тоже не сильно повлияли на его боеспособность. «Цусима» уверенно резал курс броненосной колонне и вел частый и эффективный ответный огонь. Хотя силы были явно неравными, маленький крейсер невероятным образом пока умудрялся избегать тяжелых повреждений под усиливавшимся огнем.
Противники быстро сошлись на дальность прямого выстрела среднекалиберных орудий. Теперь шестидюймовый и противоминный калибры русского броненосца попадали довольно часто. Но фортуна еще не отвернулась от японцев. Страдали в основном надстройки и фальшборт. Хотя множественными попаданиями и были разбиты три орудия, но подводная часть корпуса и главные механизмы не страдали.
Повезло, что по какой-то неведомой причине носовая 305-миллиметровая башня с русского корабля уже не имела возможности стрелять так часто, как в самом начале боя. Но каждый ее залп все еще мог мгновенно прикончить «Цусиму». И это произошло! Следующее попадание броненосным главным калибром сразу и бесповоротно выбило крейсер из боя.
В 16:01 снова фугасный снаряд ударил в борт под 76-миллиметровым орудием № 8 немного выше ватерлинии. Далее, разбив в пыль мешки с углем, которыми был обложен глассис машинного отделения и его световые люки, он раздвинул своей тушей бухты стальных тросов и котельные колосники, служившие дополнительной защитой горизонтальной части палубы над машинами, и вплотную прижался к броне. В этот момент сработал взрыватель.
В результате взрывом разнесло оба световых люка и все легкие конструкции в округе и проломило возвышавшуюся над цилиндрами защиту с противоположного от противника борта. Обломками броневых решеток с проходок вентиляции и крышек люков, а также осколками брони и снаряда полностью вывело из строя правую машину. Давление в паровой магистрали резко упало, но крейсер по инерции и на остатках пара еще смог отвернуть влево, освобождая путь к транспортам двум оставшимся кораблям отряда, которым «Цусима» фактически проложил дорогу, приняв на себя весь огонь противника.
Сейчас было достаточно еще пары залпов, и головной японский бронепалубный крейсер оказался бы гарантированно уничтожен, но ему снова повезло. В 16:02 Рожественский начал второй крутой разворот на обратный курс, на этот раз через правый борт, опять вынужденно прекратив огонь.
Зато со всех японских крейсеров, включая увечного «Цусиму», обстрел наоборот усилился. Были отмечены первые попадания в русский флагманский корабль, опознанный как «Александр III», и в «Орел», снова становившийся замыкающим в строю. Японцы надежно пристрелялись, а броненосцы, наоборот, молчали.