При обороне Порт-Артура появилось новое оружие — минометы. Идею миномета разработал и осуществил на деле мичман Власьев. Для стрельбы шестовыми минами он приспособил 47-миллиметровое скорострельное орудие, бывшее на вооружении кораблей. Стрельба из таких минометов особенно досаждала японским саперам, которые траншеями преимущественно по ночам подбирались поближе к линии крепостных укреплений.
Незаконченность строительства крепости отразилась и на ее артиллерийском оснащении. Прежде всего было недостаточно тяжелых орудий. Из тех, что имелись, большинство оказалось устаревших конструкций, имевших малую дальность стрельбы. Из 124 тяжелых орудий лишь 39 могли поражать дальнобойную осадную артиллерию японцев. Артиллерийские средства сухопутного фронта на три четверти состояли из легких орудий, которые действовали эффективно при отражении вражеских штурмов, но были почти непригодны для борьбы с неприятельской осадной артиллерией больших калибров.
При наличии большого числа артиллерийских орудий осажденная крепость должна была рано или поздно ощутить снарядный голод. Запасов боеприпасов в Порт-Артуре оказалось недостаточно. К началу осады в крепости хранилось 274 558 артиллерийских гранат, шрапнелей и бомб. В среднем на одно орудие приходилось всего 425 боевых зарядов. Трата же их в условиях длительной обороны, особенно при отражении вражеских штурмов, была огромной.
К началу осады в Порт-Артуре оказалось и недостаточно запасов провианта: муки в крепости было на 168 дней, чумизы, пшена и кукурузы — на 127, сахара — на 169, сухарей — на 27, соли — на 200, мяса — на 20, овса, ячменя и бобов — на 155, сухих овощей — на 173 дня. Уже в июле вместо мяса войскам стали выдавать конину. Не было принято своевременных мер по организации прибрежной рыбной ловли и посадки овощей, что могло существенно улучшить осадный рацион. Из-за малого числа колодцев возникли большие трудности со снабжением передовой линии сухопутной обороны питьевой водой.
Слабым местом в системе крепостной обороны оказалась связь: отсутствовала телеграфная связь штаба Порт-Артура с фортами, артиллерийские телефонные линии были включены в общую сеть. Беспроволочный телеграф (искровые станции, или, иначе, радиосвязь) бездействовал. Аэростатов, для того чтобы наладить связь осажденной крепости с русской Маньчжурской армией, не было. Морская крепость к тому же имела всего шестимесячный запас угля для кораблей эскадры и собственных бытовых нужд.
При обороне Порт-Артура была еще одна, и немалая, трудность — японский шпионаж. Особую опасность он приобрел после того, как крепость осадила японская армия. Здесь наиболее важные секретные документы добывали те вражеские шпионы, которые находились на службе у российских чиновников, в семьях старших офицеров в качестве… домашней прислуги и домашних парикмахеров.
За какую только работу не брались японские шпионы и разведчики, чтобы собирать нужные Генеральному штабу и морскому ведомству Японии сведения. Известно, например, что подрядчиком по очистке нечистот в Порт-Артуре был помощник начальника штаба осадной 3-й японской армии. Частые свободные поездки «подрядчика» по городу, обычно сидевшего на ассенизационной бочке, оказались для вражеского командования весьма полезными. Командующий осадной армией Ноги был прекрасно осведомлен о каждом уголке русской крепости.
Обстановка в Желтом море стала складываться благоприятно для российского флота. В начале июня закончился ремонт поврежденных эскадренных броненосцев «Цесаревич», «Победа» и «Ретвизан». Они вошли в боевой состав Тихоокеанской эскадры. Неприятельский броненосный Соединенный флот понес ощутимые потери от русского минного оружия. Поэтому контр-адмирал Витгефт решил вывести порт-артурскую эскадру из внутренней гавани крепости в море.
Выход состоялся 10 июня. Сперва вышедший в ночь отряд русских миноносцев под командованием капитана 2-го ранга Е.П. Елисеева вступил в бой с дозорными эскадренными миноносцами противника и заставил их отойти. После этого русские тральщики начали уничтожение плавающих японских мин (их было подорвано 15). Подошедшие 12 японских миноносцев и крейсер открыли огонь по тральщикам. Вышедший на внешний рейд крейсер «Новик» и русские миноносцы повели огонь по противнику и заставили его отойти в открытое море. Траление внешнего рейда было продолжено.
Того, получив сообщение о начале выхода русской эскадры (6 броненосцев, 5 крейсеров, 2 минных крейсеров-заградителей и 6 эскадренных броненосцев) на внешний рейд, тотчас же поспешил с главными силами Соединенного флота к Порт-Артуру. Флотоводец микадо вел под своим флагом 4 эскадренных броненосца, 4 броненосных крейсера и 4 легких крейсера. За этими силами следовал отряд из 4 крейсеров и 18 эскадренных броненосцев. Несколько в стороне к Порт-Артуру спешил еще один японский отряд в составе броненосца, 4 крейсеров и 12 миноносцев.