1-й, 2-й н 3-й батальоны десанта составляли моряки Квантунского флотского экипажа. В дальнейшем десант непрерывно пополнялся подкреплениями с кораблей, экипажи которых заметно поредели.
Во время отражения первого штурма крепости наиболее кровопролитные бои развернулись 9 августа за редуты № 1 и № 2. В этих боях десант потерял 149 человек убитыми и 230 человек ранеными. Погиб и начальник десанта — командир крейсера «Забияка» капитан 1-го ранга А.В. Лебедев, лично водивший роты в контратаки. Командир 5-го батальона лейтенант В. А. Карцов был ранен.
Особенно крупные потери десант понёс во время отражения четвёртого штурма в ноябре 1904 г. в боях за Высокую гору — важную высоту, господствующую над внутренним рейдом крепости. Потери моряков составили 1404 человека, из которых 371, включая 9 офицеров, были убиты. Десантом в это время командовал командир «Всадника» капитан 2-го ранга Л.П. Опацкий. На горе Высокой погибли такие храбрые офицеры, как лейтенанты М.И. Лавров, В.Г. Петров, И.Н. Быков, В.А. Сиденснер, мичманы В.М. Соймонов, А.С. Бершадский, Б.А. Флейшер н волонтер прапорщик флота Ч.Б. Дейчман, герой многих боёв и смелых вылазок на море и на суше. При отражении четвёртого штурма на укреплении № 2 погиб и старший офицер «Севастополя» капитан 2-го ранга Н.И. Бахметев.
За подвиг на горе Высокой ордена Св. Георгия 4-й степени удостоился младший инженер-механик с «Севастополя» М. Лосев, который принял у раненого командира командование ротой и возглавил штыковую контратаку, завершившуюся взятием редута на вершине горы. Мичман с «Полтавы» Вс. Унковский получил орден Св. Георгия 4-й степени за бой 13 ноября на батарее литер «Б» и Куропаткинском люнете. Со своей полуротой мичман успешно контратаковал противника в штыки, вернул укрепления н захватил два японских пулемета. Храбро сражались с японцами на суше и матросы, многие из которых были награждены Знаками отличия Военного ордена.
В боях на суше моряки успешно применили корабельное минное оружие. 5 сентября лейтенант с крейсера «Баян» Н.Л. Подгурский спустил в окопы противника первую шаровую мину. Вскоре Подгурский приспособил для стрельбы по японским позициям катерный метательный минный аппарат. Аналогичный аппарат был предложен и применён также лейтенантом с «Ретвизана» А.В. Развозовым. Взрывы шаровых, и метательных мин наносили противнику огромные потери.
В истории обороны Порт-Артура георгиевскому кавалеру лейтенанту Н.Л. Подгурскому принадлежит особое место. Во время второго штурма крепости его подвиг фактически решил в пользу русских судьбу Высокой горы. В ночь на 9 сентября Н.Л. Подгурский вместе с матросами «Баяна» минным квартирмейстером А. Буториным, старшим минером Ф.Фоминичем и рядовым 5-го Восточно-Сибирского полка Труфановым взорвал подрывными патронами большой японский блиндаж, вблизи вершины горы, который сразу после этого без боя был захвачен войсками гарнизона. Важнейшая для судьбы эскадры высота была спасена и более двух месяцев оставалась в руках защитников крепости.
Боевые действия русской эскадры на море ограничились минными постановками, сторожевой службой по охране рейда, тралением, а также эпизодическими разведками, прорывом блокады и ночными поисками противника.
В августе — сентябре 1904 г. три ночных минных постановки 46 мин выполнил эскадренный миноносец «Скорый» под командованием лейтенанта П.М. Плена. Дважды по 16 мин в этот же период поставил миноносец «Сердитый» (лейтенанты А.В. Колчак и С.Н. Дмитриев). В ночь на 4 октября заграждение из 18 мин было выставлено лейтенантом В. Л. Кузьминым-Караваевым на миноносце «Стройный». 28 сентября 9 миноносцев выполнили дневную минную постановку, а ночью 23 октября 12 мин выставили два минных катера. Русские минные заграждения преследовали оборонительные цели: почти все они прикрывали приморские фланги сухопутных позиции крепости. Всего с начала войны русскими кораблями у Порт-Артура было выставлено 1442 мины, которые и нанесли наибольшие потери блокирующему флоту противника.
В августе-декабре 1904 г. на русских минах погибли один из лучших японских крейсеров 2-го класса «Такасаго» (4160 т, 23 уз), суда береговой обороны — бывшие китайские крейсер «Сай-Эн» (2300 т) и броненосная лодка «Хай-Эн» (2100 т), а также истребитель «Хайатори» (381 т, 29 уз — на минах «Скорого»). Потери на этих кораблях составили 530 человек, в том числе 50 офицеров и кондукторов. На минах подорвались и получили тяжелые повреждения крейсер 3-го класса «Акаси», истребители «Харусаме», «Оборо» и миноносец № 66. Взрыв плавающей мины у островов Эллиот 13 октября повредил броненосец «Асахи», вынужденный уйти на рейд для временных исправлений. Японский флот несколько пострадал и от навигационных аварий: 24 октября на камнях у острова Саншантас погибла канонерская лодка «Атаго». Однако все эти потери не привели к существенному ослаблению противника. Наиболее тяжелая утрата японцев — «Такасаго» — осенью 1904 г. была отчасти компенсирована вступлением в строй нового крейсера 3-го класса «Отова».