Situaci vladivostockého oddílu stěžovala celková nepřipravenost Ruska na válku, která se projevila i špatným materiálním zabezpečením ruských námořních a pozemních sil na Dálném východě. Třebaže Vladivostok náležel Rusku již dlouhá desetiletí a od 60. let 19. století sloužil i jako válečný přístav, byla jeho připravenost na válečný konflikt na nízké úrovni a nebyl schopen dlouhodobě odolávat útoku silného nepřítele, což platilo zejména o pozemních opevněních, neboť obrana směrem od moře byla o něco lepší a mohla využívat i výhodné přírodní podmínky, které jí usnadňovaly.
Protože se od oddílu očekávalo aktivní vedení válečných operací přinejmenším v celém prostoru Japonského moře, bylo ruským válečným lodím nutné zajistit odpovídající zásoby paliva, jelikož parní stroje dokázaly spolykat velké množství uhlí. Počátkem války bylo ve Vladivostoku uskladněno 57 000 tun kvalitního cardiffského uhlí a dalších téměř 9000 tun horšího paliva pocházelo z ruských dolů. To se může zdát jako dostatečná rezerva (tolik uhlí nebylo ani v Port Arturu) ale když uvážíme že čtyři zdejší křižníky mohly teoreticky naložit celkem 7800 tun paliva, je zřejmé že ve skutečnosti nebyly zdejší zásoby nijak vysoké a při aktivním vedení námořní kampaně mohly být vyčerpány během několika měsíců. Naštěstí nebyla zásobovací situace oddílu nijak kritická, protože Japoncům se nikdy nepodařilo Vladivostok zcela zablokovat, takže sem mohla připlouvat civilní plavidla a po celou dobu války měla zdejší základna také železniční spojení s centrálním Ruskem. Přesto se množství kvalitního paliva postupně ztenčovalo a počátkem léta 1904 se zde již nacházelo toliko 40 000 tun cardiffského uhlí. Problémem se stala i jeho samotná nakládka neboť přístavní dělníci složení zejména z Korejců a Číňanů pracovali dosti pomalu a liknavě.

Výplutí oddílu ze zamrzlého Vladivostoku
Operace v Japonském moři stěžovaly i časté bouře a hustá mlha, jež tehdejším lodím postrádajícím moderní navigační přístroje znesnadňovaly plavbu. Další nevýhodou se stal ledový příkrov, jehož síla mohla někdy dosahovat až 85 cm, který se zde tvořil v období od prosince do poloviny dubna. Naštěstí se držel pouze při pobřeží a výjezd na volné moře mohl uvolnit ledoborec NADĚŽNYJ, takže zamrzání přístavu nemělo na vedení kampaně prakticky žádný vliv.
Během prvního půlroku války podnikly vladivostocké křižníky několik výpadů proti japonské námořní dopravě (Rusové tuto činnost nazývají „krejserstvo“) ale jejich činnost neměla na průběh války přílišný vliv. Přesto dosáhly několika úspěchů, když dvakrát dokázaly napadnout japonské vojenské transporty a také potopily loď přepravující Kruppovy 280 mm obléhací houfnice určené k ostřelování Port Arturu. Za zmínku stojí i samostatné operace ruských torpédovek, jež také dokázaly potopit několik nepřátelských plavidel. Rusové naopak přišli o dvě torpédovky a jeden křižník a obzvláště zbytečná ztráta křižníku BOGATYR, který díky navigační chybě najel v půli května na pobřeží, byla dosti bolestná.

Ztroskotaný Bogatyr
Díky častému pobytu na moři se zvýšila připravenost ruských posádek, která v mírových časech bývala na nízké úrovni, ale na druhou stranu docházelo k častým změnám ve funkci velitele oddílu, což naopak mohlo způsobovat jisté problémy. V době prvního výpadu velel vladivostockým křižníkům námořní kapitán Rejcenštejn, jenž byl ale brzy převelen do Port Arturu a velitelem oddílu se stal nejprve admirál Jessen, jehož později nahradil admirál Bezobrazov, po němž se v této funkci znovu objevil Jessen.
Úspěch tohoto „krejserstva“ byl velkým povzbuzením pro morálku ruských námořníků a zdálo se, že podobné akce by se mohly během příhodných letních podmínek (mírné počasí, krátké noci) v budoucnu ještě několikrát zopakovat, k čemuž však nakonec v důsledku popisovaných událostí nedošlo a výpad do Tichého oceánu se stal poslední úspěšnou akcí celého oddílu. Po náročné kampani bylo žádoucí provést opravy lodních strojů, k čemuž však pro nedostatek času nedošlo, jelikož zdejší křižníky se musely začít připravovat na další plavbu.
Ruské velení bylo nuceno v letních měsících roku 1904 řešit neutěšenou situaci hlavních námořních sil, které byly v obleženém Port Arturu vystaveny nebezpečí zničení. Proto bylo učiněno rozhodnutí pokusit se o průlom do Vladivostoku, kde by spojené ruské eskadry vyčkaly připlutí posilového loďstva z Baltského moře. Protože bylo zřejmé, že hlavní síly si budou muset cestu do Vladivostoku probojovat, dostaly vladivostocké křižníky rozkaz k přesunu k východnímu ústí Korejského průlivu, kde se měly spojit s eskadrou plující z Port Arturu a poskytnout jí podporu při poslední etapě její plavby. Vše nakonec zhatila neexistence přímého spojení s obleženým Port Arturem protože ruské depeše mohly do Vladivostoku dorazit teprve s několikadenním zpožděním. Osudové zdržení zapříčinil zdlouhavý způsob předávání zpráv z obležené základny, neboť tehdejší radiostanice neměly potřebný dosah, takže z Port Arturu musel být nejprve vypraven rychlý torpédoborec, jenž v noci dokázal prorazit blokádu a dopravit depeši do čínského přístavu Čchi-fu, odtud mohla být odeslána do Vladivostoku.

Gromoboj
Hlavní síly skutečně vypluly 10. srpna z Port Arturu, ale brzy narazily na jádro japonského Spojeného loďstva a po prohrané bitvě ve Žlutém moři se ještě téhož dne vrátily zpět na základnu, což však velení ruských sil dislokovaných ve Vladivostoku nevědělo, protože teprve 11. srpna obdrželo rozkaz k vyplutí zdejších křižníků směrem ke Korejskému průlivu kam měly dorazit v brzkých ranních hodinách dne 14. srpna. Zde měly poblíž přístavu Pusan vyčkat připlutí eskadry z Port Arturu. Podle tohoto rozkazu se vladivostocký oddíl tentokráte neměl pouštět do honby za civilními plavidly a měl se soustředit výhradně na vojenské cíle, ale v případě že dojde ke střetu s hlavními silami Kamimurovy eskadry, bylo doporučeno odplout na sever a odlákat japonské pancéřové křižníky z Korejského průlivu.
Proto za ranního přílivu dne 12. srpna zvedly pancéřové křižníky ROSSIJA, GROMOBOJ a RJURIK kotvy a v doprovodu torpédovek 209, 210 a 211, které se brzy vrátily do přístavu, vypluly na moře. Cíl plavby se posádky z důvodu utajení dozvěděly až po opuštění Vladivostoku. Během prvního dne plavby spatřily jednu neznámou plachetnici, ale té se v souladu s instrukcemi nijak nevěnovaly a pokračovaly v plavbě ke svému cíli. Noc uběhla klidně a třebaže následujícího dne plavbu několikrát ztížila mlha směřoval celý oddíl stále na jih a v noci již panovala dobrá viditelnost. Křižníky dorazily 14. srpna ve 4:30 na úroveň Pusanu, kde měly vyčkat na příjezd eskadry z Port Arturu. Jejich rychlost činila sedm uzlů. V té době již začínalo svítat a sotva se rozptýlila noční tma spatřily ruské hlídky čtyři velké válečné lodě plavící se paralelním kursem asi osm mil na sever od ruských křižníků. Naděje na setkání s hlavními silami trvala jenom krátce, neboť se brzy ukázalo že jde o pancéřové křižníky IZUMÓ, IWATE, TÓKIWA a AZUMA, na nichž se brzy objevily válečné vlajky se stylizovaným vycházejícím sluncem. Japonské lodě zde pátraly po ruských plavidlech, jež se v bitvě ve Žlutém moři oddělila od hlavních sil a nyní se mohla pokusit o samostatný průnik do Vladivostoku. Proto byl na ruských lodích ve 4:45 vyhlášen poplach a posádky se začaly chystat k boji.
Vladivostocký oddíl
Pancéřový křižník RJURIK (velitel námořní kapitán Trusov), výtlak 11 700 tun, nominální rychlost 19 uzlů, výzbroj: 4 x 203 mm, 16 x 152 mm, 6 x 120 mm, plus větší množství malorážních děl a šest torpédometů.
Pancéřový křižník GROMOBOJ (velitel námořní kapitán Dabič), výtlak 12 400 tun, nominální rychlost 20 uzlů, výzbroj: 4 x 203 mm, 16 x 152 mm, 24 x 75 mm, plus větší množství malorážních děl a čtyři torpédomety.

Námořní kapitán Trusov (uprostřed druhé řady) s rodinnou a lodními důstojníky
Všechny ruské křižníky byly podobného typu, i když se nejednalo o jednu lodní třídu. Společné měly značné rozměry a poměrně vysoké boky, což jim sice dodávalo dobré nautické vlastnosti, ale na druhou stranu tvořily díky své velikosti snadný cíl pro nepřátelské dělostřelectvo a značná část lodních boků postrádala pancéřovou ochranu. Právě pancéřování představovalo další slabinu neboť, s výjimkou nejmodernějšího GROMOBOJE, měly ruské křižníky děla umístěná v nepancéřovaných bočních kasematách, takže byla snadno zranitelná a ani použitá ocel nebyla nejvyšší kvality (RJURIK měl dokonce ještě zastaralý kompaundní pancíř). Také rychlost už neodpovídala nárokům kladeným na pancéřové křižníky na počátku 20. století a stala se další slabinou ruských lodí.
Problémem představovala i použitá výzbroj, jež sice byla teoreticky poměrně silná ale instalace primárního dělostřelectva do bočních sponsonů znemožňovala použití poloviny děl ráže 203 mm v boční salvě. Děla této ráže měla na výsledek bitvy u Ulsanu zdaleka největší podíl, takže bude užitečné se s nimi seznámit blíže. ROSSIJA a GROMOBOJ používaly model vyvinutý v roce 1892, který byl v ruském námořnictvu používán od roku 1895; výrobcem se stala známá domácí zbrojovka Obuchov. Tato děla měla délku hlavně 45 ráží a při elevaci 13 stupňů umožňovala dostřel kolem 11 000 m. Protipancéřový projektil měl hmotnost 88 kg a jeho průraznost proti Kruppově oceli činila na vzdálenost 3600 metrů 126 mm, ale se zvětšující se vzdáleností samozřejmě klesala, takže na vzdálenost maximálního dostřelu činila už pouze 46 mm. Starší RJURIK nesl předchozí model z roku 1885, který měl hlaveň dlouhou pouze 35 ráží a jeho dostřel a kadence palby nedosahovali parametrů novějších děl. Bohužel se v průběhu války ukázalo, že ruské protipancéřové granáty nejsou příliš spolehlivé jelikož často vůbec neexplodovaly a způsobená škoda nebyla v takovém případě velká.

Boční pancéřování Rjuriku
Všechny tři ruské křižníky byly původně koncipovány jako plavidla primárně určená pro napadání námořního obchodu protivníka a s jejich nasazením proti silným nepřátelským jednotkám se nepočítalo. Proto byla jejich výzbroj instalována v bočních kasematách a pancéřováni pokrývalo relativně malou plochu. Podle původního zadání měly samostatně operovat na nepřátelských námořních komunikacích, což však v reálných podmínkách nakonec nebylo možné, jelikož Japonci měli v této lodní kategorii značnou převahu, takže celý vladivostocký oddíl musel působit jako jeden celek, což zvyšovalo možnost jeho zničení při náhodném střetu se silnějším nepřítelem.
Ruské lodní posádky byly na možnou bitvu připravené poměrně dobře, i když stejné úrovně výcviku a disciplíny jako jejich japonští soupeři nedosahovaly. Ovšem při charakteru námořního boje stejně námořníkům nezbývalo nic jiného nežli ze všech sil bojovat, neboť se všichni, obrazně i doslova, nalézali na jedné lodi a nemohli odhodit pušku a přejít do zajetí, jako to teoreticky mohli učinit jejich kolegové bojující na pozemních válčištích.

Admirál Jessen
Velitelem vladivostockého oddílu byl kontraadmirál Karl Petrovič Jessen (narozen roku 1852). Svoji kariéru začínal na Černém moři kde se v roce 1890 stal velitelem torpédovky ADLER. Později sloužil na Baltu a roku 1897 byl povýšen na námořního kapitána. V následujících čtyřech letech velel pancéřovému křižníku GROMOBOJ. Těsně před vypuknutím rusko-japonské války došlo k jeho povýšení na kontraadmirála a 16. března 1904 převzal velení vladivostockého oddílu, kterým, s výjimkou krátkého mezidobí kdy mu velel admirál Bezobrazov, zůstal až do bitvy u Ulsanu. Žádné bojové zkušenosti z předválečného období patrně neměl, třebaže není vyloučené, že v mládí prodělal rusko-tureckou válku z let 1877 až 1878.
Pancéřový křižník IWATE velitel (námořní kapitán Taketomi), výtlak 9750 tun, nominální rychlost 20,7 uzle, výzbroj: 4 x 203 mm, 14 x 152 mm, plus větší množství malorážních děl a čtyři torpédomety.
Pancéřový křižník AZUMA (velitel námořní kapitán Fudži), výtlak 9300 tun, nominální rychlost 21 uzlů, výzbroj: 4 x 203 mm, 12 x 152 mm, plus větší množství malorážních děl a čtyři torpédomety.
Pancéřový křižník TÓKIWA (velitel námořní kapitán Jóšimacu), výtlak 9700 tun, nominální rychlost 21,5 uzle, výzbroj: 4 x 203 mm, 14 x 152 mm, plus větší množství malorážních zbraní a čtyři torpédomety.

Námořní kapitán Fudži
Později se k pancéřovým křižníkům připojilo ještě množství dalších válečných plavidel, z nichž však do boje zasáhly pouze dvě následující lodě:
Chráněný křižník NANIWA (velitel námořní kapitán Vada), výtlak 3650 tun, nominální rychlost 18,5 uzle, výzbroj: 8 x 152 mm, plus několik malorážních zbraní a čtyři torpédomety.
Chráněný křižník TAKAČIHÓ (velitel námořní kapitán Mori), výtlak 3650 tun, nominální rychlost 18,5 uzle, výzbroj: 8 x 152 mm, plus několik malorážních zbraní a čtyři torpédomety.
V samém závěru bitvy se na bojišti objevily ještě chráněné křižníky CUŠIMA a NIITAKA, společně s avisem ČIHAJA a několika torpédovkami, ale žádné z těchto plavidel už s největší pravděpodobností do boje nezasáhlo.
Japonské pancéřové křižníky se od sebe daly snadno rozpoznat díky odlišnému počtu komínů různého tvaru a velikosti, ale díky použití podobné výzbroje, pancéřování a rychlosti mohly tvořit kompaktní eskadru. Výhodou japonských křižníků byla kvalitní pancéřová ochrana tvořená výtečnou Kruppovou ocelí (pouze TÓKIWA nesl pancíře z Harveyovy oceli). Kromě bočního pancéřového pásu disponovaly všechny Kamimurovy křižníky také dostatečnou ochrannou dělových věží a i sekundární dělostřelectvo se nalézalo v bočních kasematách krytých slabšími pancíři.

Pancéřování křižníku Iwate
Velký vliv na průběh bitvy mělo rozložení primárního dělostřelectva ráže 203 mm, které se nalézalo výhradně v otočných dělostřeleckých věžích umístěných v podélné lodní ose, tudíž v boční salvě mohla vždy pálit všechna děla tohoto kalibru, zatímco u jejich ruských protivníků mohla být současně použita pouze polovina těchto zbraní, což dávalo japonským lodím převahu v palebné síle. Tehdejší japonské válečné námořnictvo většinou používalo výzbroj britské provenience a proto i děla ráže 203 mm dodala renomovaná zbrojovka Armstrong. Byly to zbraně o délce hlavně 45 ráží, jejichž dostřel se pohyboval kolem 16 000 m. Granáty měly hmotnost 108 kg a penetrační účinky nebyly velké, neboť jejich primárním účelem nebylo probíjení silných pancířů, ale spíše ničení nechráněných a slabě pancéřovaných lodních částí, kterých bylo na ruských lodích dost. Zaměřování lodních děl usnadňovaly moderní britské dálkoměry společnosti Barr a Stroud, které vladivostocké křižníky používající zastaralé dálkoměry ruské konstrukce v období před bitvou u Ulsanu zcela postrádaly.
Dobře známou skutečností je kvalita výcviku japonských lodních posádek, které byly na válku připravené velmi dobře a také jejich morálka byla vysoká, protože zdejší námořníci bojovali za svou vlast a císaře ochotně a s plným nasazením, zatímco jejich ruští protivníci se s válkou vedenou daleko od evropského Ruska ztotožňovali pouze obtížně. Japonští námořníci znali výsledek bitvy ve Žlutém moři, kde jejich kolegové z hlavních sil Spojeného loďstva dokázali porazit jádro ruské eskadry, takže i oni toužili po podobném úspěchu, k čemuž nyní dostali příležitost.

Admirál Kamimura
Velitelem japonských sil byl viceadmirál Hikonódžó Kamimura. Tento muž sice zůstává ve stínu svého legendárního vrstevníka jménem Hejhačiró Tógó, ale i on patřil k důležitým protagonistům rusko-japonské války. Narodil se v roce 1849 a během války za svržení šógunátu stál na straně vítězných sil bojujících za návrat moci do rukou císaře. Do řad japonského válečného loďstva vstoupil v 70. letech 19. století a postupně stoupal v hodnostním žebříčku. V roce 1884 byl povýšen na poručíka a v roce 1891 se stal velitelem dělového člunu MAJA. Čínsko-japonskou válku prodělal v hodnosti námořního kapitána jako velitel chráněného křižníku AKICUŠIMA. Jeho vzestup se nezastavil ani v následujících letech a v předvečer rusko-japonské války došlo k jeho povýšení na viceadmirála a stal se velitelem II. loďstva, jehož jádro tvořilo šest pancéřových křižníků. Oproti svému ruskému protějšku měl výhodu v nasbíraných zkušenostech s vedením moderní námořní války, protože se v roce 1894 zúčastnil bitev u Asanu a u ústí řeky Ja-lu, a možná se aktivně podílel i na potlačování boxerského povstání. Kamimurova eskadra měla za úkol provádět dálkovou blokádu Vladivostoku a snažit se eliminovat nebezpečí, které ruské křižníky mohly představovat pro japonské námořní komunikace. V prvním půlroce války nedosáhl žádného úspěchu, za což musel čelit kritice, jelikož vladivostocký oddíl si v letních měsících počínal velmi aktivně a Kamimura jeho akcím nedokázal zabránit. Tato kritika se však jeví jako nezasloužená, neboť z pohledu na mapu je zřejmé, že Japonci nemohli ruským lodím zabránit ve vyplouvání z Vladivostoku a zachytit křižníky operující na volném moři bylo za použití tehdejší techniky velmi obtížné a v podstatě k němu mohlo dojít pouze za přispění šťastné náhody.
Kamimurovo uskupení se dělilo na dva oddíly tvořené vždy dvojicí válečných plavidel. Prvnímu složenému z křižníků IZUMÓ a AZUMA velel přímo Kamimura a druhému kontraadmirál Misu, jehož vlajkovou lodí se stal pancéřový křižník IWATE. Třetím japonským admirálem podílejícím se na bitvě u Ulsanu se stal kontraadmirál Šotokiči Urijú (narozen roku 1857), jenž velel čtvrté bojové divizi, ke které patřilo pět válečných plavidel včetně chráněných křižníků NANIWA (vlajkový) a TAKAČIHÓ.


Admirálové Urijú (vlevo) a Misu
Z uvedeného srovnání sil je zřejmé že Japonci měli od samého počátku bitvy převahu v palebné síle protože jejich čtyři pancéřové křižníky mohly v boční salvě použít celkem 16 děl ráže 203 mm a 27 kalibru 152 mm, takže její hmotnost činila 2954 kg, kdežto tři ruské křižníky mohly nasadit pouze 6 děl ráže 203 mm, 24 kalibru 152 mm a 3 ráže 120 mm, což v součtu umožňovalo boční salvu o hmotnosti toliko 1585 kg.
Jakmile byly ve spatřených plavidlech rozpoznány nepřátelské křižníky, nařídil admirál Jessen změnu kursu, aby jeho lodě mohly zamířit zpět na základnu, což bylo v souladu s instrukcemi, které dostal před vyplutím z Vladivostoku. V podobné situaci se ruské křižníky ocitly již prvního července, kdy se poblíž ostrova Cušima střetly s Kamimurovou eskadrou v podobném složení jako nyní, ale tehdy byl vizuální kontakt navázán v podvečerních hodinách a vladivostockému oddílu se podařilo včas ztratit v noční tmě a k boji nedošlo. V něco takového však nyní Rusové doufat nemohli a posádky se musely smířit s vyhlídkou na mnohahodinový boj proti silnějšímu nepříteli disponujícímu navíc rychlostní převahou.
Ruské křižníky provedly kolem páté hodiny změnu kursu a protože přímou cestu k Vladivostoku přehrazovalo nepřátelské uskupení, zamířily na východ a postupně začaly zvyšovat rychlost. Ještě předtím zachytila radiostanice na ROSSIJI depeši, v níž japonský admirál požadovat připlutí dalších dvou válečných lodí, takže bylo zřejmé, že nepřítel může obdržet posily. Muži na obou stranách zaujali určená bojová stanoviště a do pohotovosti byly uvedeny i požární a zdravotnické oddíly, protože bylo nutné očekávat svedení těžké bitvy; jelikož ke kontaktu došlo v brzkých ranních hodinách, kdy většina mužstva na obou stranách ještě spala, musely se lodní posádky dostavit na svá stanoviště bez snídaně.

Azuma
Také Kamimura nařídil změnu kursu a obě uskupení plula souběžně a vzdálenost mezi nimi se rychle zmenšovala, takže japonské křižníky mohly už v 5:05 zahájit palbu z děl ráže 203 mm, kterou Rusové opětovali z hlavních děl ROSSIJE a GROMOBOJE až ve chvíli kdy se vzdálenost zkrátila na 11 000 m, což nastalo v 5:18 a teprve o několik minut později se do boje zapojil i RJURIK, jehož děla měla kratší dostřel. Křižníky IZUMÓ a IWATE střílely na RJURIK, AZUMA na ROSSIJI a TÓKIWA na GROMOBOJ. Díky klidné mořské hladině nebyly japonské lodě znevýhodněné díky menšímu výtlaku, což by za horších povětrnostních podmínek nahrávalo ruským křižníkům, jejichž mohutné trupy představovaly mnohem stabilnější dělostřeleckou základnu.
Na čele ruského svazu se pohybovala vlajková ROSSIJA, za ní GROMOBOJ a sestavu uzavíral RJURIK. Rychlost brzy stoupla na 15 uzlů a posléze se zastavila na 17 uzlech, protože ROSIJJA měla odstavené čtyři kotle a vyšší rychlost nemohla vyvinout. To způsobilo určité problémy neboť na čele ruské kolony se pohybovala nejpomalejší loď. GROMOBOJ svou rychlost přizpůsobil vlajkovému plavidlu, ale RJURIK musel vybočit doprava a nyní se pohyboval odděleně od ostatních křižníků. Přesto Rusové zahájili boj poměrně nadějně a dělostřelci z ROSSIJE zaznamenali první úspěch, když 203 mm granát zasáhl IWATE do přídě a jeho exploze vyprovokovala posádku ruské vlajkové lodě k hlasitému jásotu. Další zásahy inkasovaly také IZUMÓ a AZUMA, ale jejich poškození nebyla vážná.

Rjurik
Brzy se však projevila nepřátelská palebná převaha a začaly se množit zásahy na ruských křižnících. Japonské granáty měly mimořádné devastující účinky a třebaže nemohly ohrozit životně důležité lodní prostory, dokázaly způsobovat značné škody. Nejvíce trpěl nejstarší RJURIK, na němž brzy propuklo několik požárů, ale Rusové je pokaždé dokázali zdolat. Je známou skutečností, že RJURIK byl nejslabší lodí vladivostockého oddílu a měl nejenom dřevěné obložení paluby, ale dřevo bylo použito i na lodních nástavbách, takže vznikající požáry mohly být velmi nebezpečné, k čemuž přispívaly i lodní nátěry provedené dobře hořlavou barvou. Bylo běžnou praxí, že palubní prkna byla během boje kropena vodou z požárních hadic, ale propuknutí požárů nemohlo ani toto preventivní opatření zamezit.
Tou dobou se už vzdálenost mezi bojujícími plavidly zmenšila natolik, aby se do boje mohlo zapojit i sekundární dělostřelectvo a intenzita palby vzrostla. To nahrávalo přesně střílejícím Japoncům a na ruských plavidlech přibyly další zásahy. Nejvíce trpěly obsluhy děl na křižnících ROSSIJA a RJURIK, které byly naplno vystavené sprškám střepin z explodujících granátů. Těsně před půl šestou došlo k události, jež měla značný vliv na další průběh boje, jelikož nepřátelský granát ráže 203 mm zasáhl zadní komín na ROSSIJI a rozerval jeho plášť, což způsobilo zhoršení tahu lodních kotlů. Střepiny dokonce pronikly poškozeným komínem až do kotelny a poškodily několik kotlů, což se samozřejmě promítlo do snížení rychlosti, takže ruská vlajková loď nečekaně zpomalila (dočasně až na deset uzlů) a za ní plující GROMOBOJ jí musel obeplout zleva, což narušilo celou ruskou kolonu.

Naniwa
V té době se na bojiště od jihu přiblížil japonský chráněný křižník NANIWA, jenž začal svou palbou vedenou na vzdálenost 7000 m ohrožovat koncový RJURIK, načež admirál Jessen nařídil změnu kursu, aby mohl vést účinnou palbu na tohoto nového nepřítele, který se z boje brzy zase stáhl. Přesto se situace ruských lodí neustála zhoršovala, protože postupně umlkala některá děla a RJURIK inkasoval průstřel trupu pod čarou ponoru. Jeho dělostřelci však palbu opětovali a jeden projektil údajně pronikl pancířem přední dělostřelecké věže na IZUMÓ, ale ke štěstí Japonců neexplodoval. Kolem šesté hodiny provedly ruské lodě další změnu kursu a postupně se otočily o 180 stupňů, čehož využil nepřítel k přiblížení na vzdálenost necelých 8000 m a soustředění palby na RJURIK, který brzy inkasoval další zásahy a vybočil z ruské kolony. Na vážně poškozeném křižníku vyšlehly nové požáry, z boje bylo vyřazeno jedno dělo hlavní ráže, došlo k dalším průstřelům a jeden zásah poškodil ovládání kormidla a RJURIK se od této chvíle téměř nedal řídit. V této době došlo i k ochromení velení na těžce zkoušeném plavidle, neboť střepiny pronikly do nitra velitelské věže, kde těžce zranily námořního kapitána Trusova (později svým zraněním podlehl), po němž musel převzít velení nadporučík Zenilov.
Jakmile si Jessen uvědomil vážnost situace nechal na RJURIK odsignalizoval žádost o sdělení situace na jeho palubě, ale odpověď přišla až v půl sedmé a admirál se dozvěděl neradostnou zprávu o neovladatelnosti lodního kormidla. Těžce poškozený křižník sice mohl neobratně manévrovat za pomoci střídavého používání lodních šroubů, ale zablokované kormidlo umožňovalo pouze minimální změny kursu a RJURIK se vlekl rychlostí pouhých několika uzlů. Jeho situace byla vážná, neboť docházelo k zaplavování dalších podpalubních prostorů a pokusy opravit kormidlo selhávaly. ROSSIJA a GROMOBOJ se mezitím vzdálily na několik kilometrů, ale brzy se k ochromenému křižníku vrátily, aby na sebe stáhly nepřátelskou palbu. Ani jejich situace nebyla jednoduchá jelikož i tato plavidla už značně utrpěla a jejich palba začínala slábnout, protože z boje byla vyřazena další děla a mnoho dělostřelců padlo, či utrpělo vážná zranění a na jejich místa musela nastoupit náhradní obsluha.
Avšak ztráty měly utrpěl i Japonci, neboť RJURIK vypálil projektil ráže 203 mm, jenž pronikl do boční kasematy křižníku IWATE a přivedl k výbuchu připravenou munici. Mohutná exploze zničila tři děla ráže 152 mm plus jedno kalibru 76 mm a přinesla smrt několika desítkám námořníků. Posádka IWATE ztratila během boje 40 mužů a většinu těchto úmrtí (možná úplně všechna) měl na svědomí právě tento zásah. Mezi padlými nechybělo ani mnoho důstojníků jako například starší dělostřelecký důstojník Nomura, a poručík Macumura. Bohužel se jednalo o první a zároveň i poslední opravdový úspěch, jehož ruští dělostřelci onoho dne dosáhli.

Rossija
Naopak na ruské křižníky dopadaly další japonské granáty. ROSSIJA inkasovala těžký zásah a na její palubě propukl nebezpečný požár v prostoru velitelského můstku. Plameny a kouř ohrožovaly velitelskou věž, jelikož jejich šíření napomáhal vítr vanoucí od zádě, takže admirál Jessen musel nařídit změnu směru plavby, jinak hrozilo nebezpečí, že velitelské stanoviště bude muset být evakuováno. Do nitra věže pronikly střepiny a zranily jednoho důstojníka. Z boje byla dočasně vyřazena i děla umístěná na přídi, neboť jejich obsluhy oslepoval hustý kouř a požár dokonce ohrožoval i muniční sklad s 203 mm náboji. Nakonec se však námořníkům podařilo oheň zdolat, ale postupně vznikaly další a vlajková loď inkasovala nové zásahy, které poškodily několik komínů a lodních kotlů. Ani GROMOBOJ nezůstal ušetřen následkům japonské palby a ve velitelské věži byl zraněn námořní kapitán Dabič. Na palubě GROMOBOJE se pohyboval i pes, který byl považován za živý talisman lodní posádky. Zvíře bitvu přežilo bez zranění, ať již zásluhou malých tělesných proporcí, nebo obyčejného štěstí, což o sobě bohužel mnoho jeho dvounohých spolubojovníků říci nemohlo, neboť je zaznamenán případ, kdy exploze jediného granátu vyřadila z boje na šedesát námořníků.

Čtyřnohý maskot posádky Gromoboje
ROSSIJA a GROMOBOJ se k ochromenému RJURIKU později vrátily ještě dvakrát a Jessen několikrát signalizoval svůj úmysl odplout do Vladivostoku (jednou posádku dokonce přímo oslovil pomocí megafonu), ale poškozený křižník se k nim nebyl schopen připojit. Neustálé manévry znesnadňovaly dělostřelcům vedení palby, k čemuž přispělo i zničení dálkoměrů a narůstající ztráty mezi ruskými dělostřelci. Na palubách obou křižníků se nalézalo množství zabitých námořníků a přeplněné ošetřovny byly plné zraněných mužů, jimž se obětavě snažili pomoci lodní lékaři a zdravotníci. Proto se ruská palba stávala stále méně účinnou a japonské lodě neutrpěly žádné další větší škody, třebaže je v průběhu boje zasáhlo několik desítek projektilů všech možných kalibrů, které však mnohdy vůbec neexplodovaly, což byl obecný problém ruské munice v této válce. Posádky ruských lodí sice mnohdy dokázaly poškozená děla znovu alespoň dočasně zprovoznit, ale přesto jich mohlo střílet stále méně a bylo zřejmé, že situace celého oddílu se stává kritickou a reálně hrozí jeho zničení. Je smutnou skutečností, že mnoho ruských děl ráže 152 mm nevyřadila z boje japonská palba, ale jejich zvedací mechanismy nevydržely dlouhodobé zatížení při střelbě při větších elevačních úhlech a zablokovaná děla zůstala mimo provoz.
Je zajímavé, že značné ztráty utrpěly i muži nalézající se uvnitř velitelských věží všech tří křižníků, třebaže ani jeden japonský granát nepronikl jejich pancíři. Střepiny z explodujících projektilů však pravděpodobně dokázaly vniknout do nitra věží pozorovacími průzory. To mělo na průběh bitvy nepříznivý dopad, neboť mnoho ruských vysokých důstojníků bylo vyřazeno z boje.

Schéma bitvy u Ulsanu
Za této situace učinil admirál Jessen bolestné rozhodnutí a v 8:25 nařídil provést změnu kursu a ROSSIJA a GROMOBOJ zamířily směrem k východnímu pobřeží Korejského poloostrova, aby se pokusily proklouznout do Vladivostoku. Ruského admirála vedl k tomuto činu neutěšený stav jeho křižníků a také bylo zřejmé, že se na bojišti brzy objeví další japonské válečné lodě (TAKAČIHÓ se už zapojil do boje), čímž by se situace ruských plavidel ještě zhoršila a bitva by pro ně mohla skončit katastrofou. Proto Jessen zanechal RJURIK jeho osudu a ROSSIJA a GROMOBOJ se od něj začaly vzdalovat směrem na severozápad. Ruský admirál bývá za toto rozhodnutí mnohdy kritizován, ale při střízlivém hodnocení situace pravděpodobně neoprávněně. Vždyť ruské křižníky již měly za sebou několikahodinový boj a naděje na záchranu RJURIKA byla malá. ROSSIJA a GROMOBOJ se navíc nalézaly daleko od své základny a měly před sebou vyhlídku na další boj, protože Kamimura se je vydal pronásledovat se všemi čtyřmi pancéřovými křižníky, jenž měl k dispozici. Po odlákání hlavních japonských sil od ochromeného křižníku tu navíc byla jistá naděje, že posádka dokáže opravit ovládání kormidla a podaří se jí také uniknout. Ostatně když se v roce 1915 ocitl v podobné situaci německý admirál Hipper (bitva u Doggerbanku), také opustil poškozený BLÜCHER a vzdálil se z bojiště, třebaže jeho situace nebyla natolik vážná jako nyní Jessenova, jelikož německé bitevní křižníky měly nad svými britskými protějšky rychlostní převahu. Proto se lze s rozhodnutím ruského admirála ztotožnit, neboť v podstatě neměl jinou možnost.