Сблизившись с японцами на 17 кб, «Ретвизан» отвлёк на себя сильный огонь противника. Вскоре Э.Н. Щенснович, раненый осколком и не уверенный в боеспособности своего повреждённого броненосца, отказался от возникшей у него мысли таранить «Ниссин» и повернул обратно. Он также убедился, что другие корабли не пошли за «Ретвизаном», маневр которого вначале поддержала только «Победа». Но командир «Победы» капитан 1-го ранга В.М. Зацаренный, успев заметить сигнал на «Цесаревиче» о передаче командования, решил следовать движениям «Пересвета», который склонился к северу.
Сигнал «Адмирал передает командование контр-адмиралу князю Ухтомскому» приказал поднять вступивший в командование «Цесаревичем» старший офицер капитан 2-го ранга Д.П. Шумов. Контр-адмирал П.П. Ухтомский попытался вступить в управление эскадрой, но его сигнал «Следовать за мной», поднятый на поручнях мостика «Пересвета», не был замечен на других кораблях. Полу окружённый японскими боевыми отрядами, которые открыли и продолжали вести огонь, П.П. Ухтомский не нашёл возможности восстановить положение решительным маневром. Повинуясь воле противника, «Пересвет» двигался в сторону Порт-Артура.
Эти обстоятельства, наряду с серьёзными повреждениями «Ретвизана», «Пересвета», «Полтавы», отчасти «Цесаревича», при различном понимании флагманами и командирами поставленной задачи и очевидной неудаче дневного боя определили и весь дальнейший ход сражения. Капитан 1-го ранга Э.Н. Щенснович, по-прежнему считая себя старшим, 13-узловым ходом устремился к Порт-Артуру, обогнав главные силы эскадры. Их попытался возглавить также контр-адмирал Н.К. Рейценштейн, не знавший о судьбе старших флагманов. С поднятым сигналом «Следовать за мной» он на «Аскольде» решил прорываться через боевые порядки японских крейсерских отрядов в южном направлении, но при этом увеличил ход до 20 уз. Поэтому за «Аскольдом» последовал только «Новик», а «Диана» и «Паллада» остались с броненосцами. При прорыве Н.К. Рейценштейн вступил в бой с восемью крейсерами противника, среди которых оказался и броненосный крейсер «Асама» (4 8" и 14 6" орудий). Заставив их отступить, «Аскольд» получил серьёзные повреждения (11 попаданий), но вместе с «Новиком» вырвался из японского кольца.
Русские эскадренные миноносцы не сразу повернули за «Пересветом» и некоторое время шли на сближение с 1 — м боевым отрядом X. Того, который предположил, что они собираются в атаку. Японский адмирал поспешил увеличить дистанцию, и около 19 час. бой главных сил прекратился. Однако ни Е.П. Елисеев, ни А.С. Максимов в действительности не собирались атаковать броненосцы или крейсера противника, благополучно отходившие в юго-восточном направлении. Наоборот, японские минные отряды с наступлением сумерек направились вслед русской эскадре. Правда, ночные атаки японских истребителей и миноносцев оказались безрезультатными: они выпускали мины Уайтхеда с больших дистанций, а в ответ встречали сильный огонь с затемнённых русских кораблей. Только одна мина под острым углом ударила в корму «Полтавы» и не взорвалась. Несколько японских миноносцев получили лёгкие повреждения и потеряли 18 человек убитыми и ранеными.
Ночью корабли эскадры рассеялись из-за маневрирования для уклонения от миноносцев противника и различной оценки обстановки их командирами. Утром 29 июля «Пересвет», «Победа», «Полтава» и эскадренный миноносец «Властный» оказались у острова Раунд. Серьёзные повреждения «Пересвета» и отсутствие известий о судьбе других кораблей привели контр-адмирала П.П. Ухтомского к выводу о неудаче прорыва и решению возвратиться в Порт-Артур. Беспрепятственно вернулись в Порт-Артур «Ретвизан», «Севастополь», «Паллада», эскадренные миноносцы «Выносливый» и «Бойкий», а также госпитальное судно «Монголия». Если нерешительные действия П.П. Ухтомского и заслуживают определённой критики, то командиры большинства возвратившихся кораблей поступили правильно, придерживаясь своего флагмана и сохраняя единство эскадры.
Иначе поняли свои задачи на других кораблях. Старший офицер «Цесаревича», Н.К. Рейценштейн на «Аскольде», командующий «Дианой» А. А. Ливен, командир «Новика» М.Ф. Шульц и командиры 5 эскадренных миноносцев решили самостоятельно продолжать прорыв, исполняя прежние указания В.К. Витгефта. Но под влиянием полученных повреждений, риска преследования со стороны японцев, а отчасти из-за недостатка угля все они направились в нейтральные порты. «Цесаревич», «Бесшумный», «Беспощадный» и «Бесстрашный» пришли в германскую военную базу Циндао, «Аскольд» и «Грозовой» — в Шанхай, а «Диана» добралась даже до Сайгона. Эти семь кораблей по приказанию из Петербурга вскоре разоружились и выбыли из строя до конца войны.
Эскадренный миноносец «Бурный» под командованием лейтенанта Н.И. Тыркова, уклоняясь от преследования японцев, выскочил на берег полуострова Шантунг и был взорван своим экипажем. Команда миноносца во главе с командиром пешком добрались до английской базы Вейхайвей.