華東政府和日本在外交、政治、情報等幾條戰線上進行著明爭暗鬥的時候，日俄之間的戰爭卻依然還在繼續，而且戰爭的規模越來越大，也越來越殘酷。
太平洋艦隊突圍失敗，最終隻有9艘艦艇逃回旅順港，包括5艘戰列艦列特維讚號、波爾塔瓦號、塞瓦斯托波爾號、佩列斯維特號、勝利號，裝甲巡洋艦巴揚號，以及3艘驅逐艦。日本聯合艦隊沒有艦艇被擊沉，但僅僅隻擊沉幾艘驅逐艦。
不過在太平洋艦隊突圍失敗之後，殘存在旅順港內的俄國軍艦盡管還有5艘戰列艦、1艘裝甲巡洋艦，但由於缺少輔助軍艦，而且維修能力也不足，實際己經失去了和聯合艦隊抗衡的能力，因此盡管聯合艦隊沒能達到殲滅太平洋艦隊的目地，但也確實讓太平洋艦隊基本失去了作戰能力。而且逃回旅順港的俄國艦隊也徹底喪失了
但這並不能保證日本就能完全掌控製海權，因為還有海參崴分艦隊。現在對日本威脅最大的己不是太平洋艦隊，而是海參崴分艦隊。
於是在海戰結束的第二天，東鄉平八郎收到了國內的通知，這才知道華東政府的艦隊隻是攔截從戰場逃脫的俄國軍艦，並沒有其他的意圖，東鄉平八郎也鬆了一口氣，立刻下令第4戰隊趕回日本，協助第2戰隊捕海參崴分艦隊。因為東鄉平八郎考慮到，太平洋艦隊從旅順港突圍，落腳點隻有是海參崴了，而海參崴分艦隊很可能南下接應，因此這可是打掉這支分艦隊的大好機會，派遣第3戰隊趕回日本，就是增加留守艦隊的實力，力爭一舉殲滅這支對日本的海上交通線造成巨大威助的小艦隊。
東鄉平八郎這次果然沒有料錯，原來在太平洋艦隊突圍之前，於8月9日向海參崴分艦隊發電，向他們通告艦隊突圍的計劃，要求海參崴分艦隊出擊，在朝鮮海峽接應。但旅順和海參崴之間並沒有電報直接聯係，需要從奉天轉發，但奉天的電報線路出現故障，結果一直拖到了8月11日，海參崴分艦隊才收到了從奉天轉過來的電報，而這時太平洋艦隊的突圍己經失敗了。
但由於通訊不暢，海參崴分艦隊無法知道太平洋艦隊的結果，隻能按照命令準備出海，8月12日早上六點，伊森少將指揮裝甲巡洋艦格羅姆鮑伊號、留裏克號，防護巡洋艦勇士號出航，
8月14日淩晨1點左右，伊森率領的艦隊到達朝鮮半島東南的蔚山海域，被在這一帶海域遊弋的第4戰隊的浪速號發現，浪速號立刻向第2戰艦報告，
第2戰隊的司令上村彥之丞立刻帶領艦隊趕去，於淩晨5點左右趕到了現場，與海參崴分艦隊相遇，立刻展開了一場激戰。
日艦在數量、火力、航速等方麵均占據較大的優勢，參戰的4艘軍艦均在9700噸左右，總噸位接近4萬噸，主要的武器共計有16門203毫米火炮，52門152毫米火炮，裝甲均是用的克虜伯裝甲，航速為20.5節，而且都是在1898年以後服役，；而俄艦的兩艘裝甲巡洋艦到不落下風，排水量均在12000噸左右，各自備了4門203毫米火炮，16門152毫米火炮，但艦齡較老，格羅姆鮑伊號是1896年服役，而留裏克號是1892年服役，裝甲是用的較舊的哈維鎳鋼裝甲，航速在20節以下，而勇士號隻是一艘防護巡洋艦，6600噸，主炮隻有12門152毫米火炮，嚴重的拖了俄艦的後腿。
戰鬥一開始，日本艦隊就以出雲號、吾妻號夾擊留裏克號；由磐手號對抗格羅姆鮑伊號；常磐號則重點攻擊勇士號。由於雙方均為巡洋艦，速度較快，因此距離迅速的拉近，炮戰進行得十分激烈，連各艦上的小口徑火炮也都全部參戰。
激戰了均30分鍾以後，受兩艘日艦夾擊的留裏克號受創最重，共計中彈20發，其中受創最重的是一發203毫米炮彈命中左舷，炮彈穿透了裝甲鑽進留裏克號的一號鍋爐艙爆炸，使留裏克號瞬間喪失了四分之一的動力，航速下降到不足15節，還有一發152毫米炮彈擊中尾舵，造成了留裏克號的轉向裝置毀壞，而其他的炮彈讓留裏克號的上層建築受損嚴重，甲板上多外都燃起了大火。不過在留裏克號的頑強反擊下，出雲號也中彈7發，3門152毫米火炮，1門75毫米火炮，被擊毀；吾妻號中彈5發，後主炮的彈藥升揚機損壞。
勇士號也中彈達15發，12門主炮被擊毀9門，甲板上建築幾乎全被打爛，不過幸運的是動力未損，而且水線帶部份也還算完好，到是比留裏克號的情況好些。雖然勇士號也擊中了常磐號6炮，但對常磐號的損傷並不大。