К прорыву готовились все наличные силы: броненосец “Севастополь”, вспомогательные крейсера “Рион”, “Ангара”, “Лена”, канонерская лодка “Отважный”, истребители “Бойкий”, “Безупречный”, “Бодрый”, “Бравый”, “Сердитый”, “Скорый”, “Статный”, “Смелый”, “Сторожевой”. Все корабли были стянуты в б.Белого Волка. Согласно плана прорыва, предполагалось провести корабли за тральщиками и форсировать минные заграждения, затем крейсера дав полный ход, шли на прорыв, а броненосец и канонерская лодка с истребителями прикрывали отход. На вспмогательные крейсера загрузили тяжелораненых и больных.
В сумерках на кораблях сыграли боевую тревогу. Орудия были заряжены, расчеты заняли свои места. Видимость составляла 4-5 миль. Дул северо-восточный ветер шла крупная зыбь. Периодически видимость снижалась до 1-2 миль из-за снежных зарядов. Быстро темнело. За предыдущий день корабли изменили дислокацию. Истребители периодчески задействовали прожектора. С японской стороны понесшей потери 2- мя сутками ранее были брошены в бой: 1-й, 2-й, 3-й, 6-й, 10-й, 11-й, 12-й, 16-й, 21-й отряд миноносцев (NN15, 37, 39, 40, 41, 43, 47,48, 50, 51, 52, 54, 55, 57, 59, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75. Первый отряд истребителей (“Сиракумо”, “Касуми”) и четвертый отряд истребителей (“Харусаме”, “Мурасаме”, “Асагири”). Кроме этого было задействовано несколько минных катеров. Ввиду штормовых погодных условий скоординировать атаку не удалось и атакующие вышли на цель вразнобой с интервалами. Атака начался в 2 ч. 45 мин. По появившимся вражеским миноносцам был открыт ураганный огонь, но японцы, не считаясь с потерями, упорно шли вперед. Миноносец N15 получил попадание снаряда в машинное отделение и потерял ход. Артиллеристы Русских кораблей сосредоточили огонь по неподвижной цели. “Бодрый”, вел огонь с дстанции 5-7 кабельтов. С терпящим бедствие кораблем сблизился миноносец N 75, но, получив несколько попаданий, быстро ретировался. Миноносец N15 затонул в 3 ч. 15 мин. В 3 ч. 25 мин. торпеда выпущенная минным катером попала в кормовую часть “Отважного”. Взрывчатки оказалось слшком мало, чтобы утопить корабль. В 3 ч. 44 мин. сблизившийся с “Отважным” миноносец N40 выпустил торпеду, которая попала в середину корпуса. Корабль получил сильные повреждения и начал тонуть. Кроме того, около 4 ч. 40 мин. торпеда с миноносца N71 взорвалась в носовой части “Сторожевого”; его командир лейтенант А.И.Непенин немедленно приказал дать задний ход, и истребитель успел выброситься на отмель. В 4 ч. 50 мн. под берегом был обнаружен японский минный катер. Освещен прожектором, и потоплен артиллерийским огнем. В промежутке между 3 часами и 5 часами в сетях прикрывавших борт “Севастополя” взорвалось 3 торпеды. Корабль получил повреждения от близких разрывов, вызвавших фильтрацию воды. К счастью повреждения удалось ликвидировать силами экипажа к 11 часам дня. Всего за ночь японцы выпустили 33 торпеды. Часть из них была найдена на берегу. В 5 ч. 35 мин. возникла перестрелка между “Марусаме” и “Бравым”, получив 2 попадания “Марусаме” отвернул и скрылся в снежном заряде. По послевоенным данным в бою русские артиллеристы потопили миноносец N15 и нанесли повреждения “Марусаме”, N 40, 67, 55, 51. Но японские потери в ту ночь отнюдь не закончились. В 5 ч. 50 мин. шедший полным ходом “Касуми” протаранил в снежном заряде ранее поврежденный миноносец N40. Который немедленно затонул.
На рассвете 2 декабря видимость улучшилась до 5-6 миль. В 10 ч. 20 мин. батарея N15 обстреляла с предельной дистанции корабли Катаоки вынырнувшие из тумана. Спустя 10 минут Катаока скрылся в пелене тумана. С утра стоявшие под парами русские корабли двинулись на прорыв в 14 часов. Первыми с тралами следовали портовые барказы с тралами. За ними шли истребители с тралами. Затем следовал “Король Артур”, за ним параход “Богатырь”, потом крейсера “Рион”, “Лена”, “Ангара”. Замыкал колонну “Севастополь”. В 14 ч. 45 мин. “Богатырь” подорвался на мине затонул спустя 10 минут. В 15 ч. 15 мин. из-за аварии машины “Статный” запросил разрешения на возвращение. В 16 часов Вирен отпустил тральный караван и отдал команду крейсерам увеличить ход до полного. В 17 ч. 15 мин. крейсера Вирена, шедшие полным ходом скрылись за горизонтом. “Король Артур” повернул в Чифу. Ход русского отряда составил 12 узлов. В 17 ч. 40 мин. справа по корме на дистанции 5 миль обнаружены корабли Катаоки, “Асама”, “Якумо”, “Идзуми”, “Акицусима”. В 17 ч. 44 мин. на “Севастополе” подняты боевые стеньговые флаги. “Якумо” начал пристрелку по “Севастополю”. “Севастополь” ответил в 17 ч. 45 мин. Эссен дал команду бить по головному. В 17 ч. 50 мин. японцы легли на параллельный курс, удерживая дистанцию 25 кабельтов и ведя интенсивный артиллерийский огонь. Русские вскоре пристрелялись по “Асаме” и перешли на беглый огонь. Японцы первыми добились попадания в 17 ч. 55 мин., после взрыва на фор-марсе, вниз посыпались обломки. Спустя две минуты после этого на кормовом мостике над “Асамой” поднялся столб черного дыма. Эссен отдал команду “вперед полный”, курс прежний. Спустя 20 минут, когда корабль начал получать попадание за попаданием, Эссен отдал команду, право на борт. Броненосец начал описывать циркуляцию. Дистанция начала сокращатся. Корабль шел на сближение и вел беглый огонь на встречном курсе - в 18 ч. 20 мин. добился попадания 12” снарядом в “Асаму”. Расходясь на контракурсах и продолжая сближение “Севастополь” продолжал вести беглый огонь. Стреляли изо всех, в том числе противоминных орудий. В 18 ч. 30 мин. комендоры кормовой башни “Севастополя” добились попадания броненебойным 12” снарядом в кормовую часть “Якумо”. В этот момент, истребители находившиеся в этот момент в 5 милях от японской колонны увеличив ход до полного повернули на сближение. Разминувшись с “Идзуми” на дистанции 10 кабельтовых Эссен отдал команду лево на борт. В 18 ч. 35 мин. на “Идзуми” появилось пламя над кормовой частью, вызванное несколькими попаданиями. Истребители сблизились до дистанции 10 кабельтов и встреченные интенсивным огнем отвернули на обратный курс. Тем временем “Севастополь” оказавшись с кормы японского отряда, обстреливал шедший концевым “Идзуми”. Поставленный в положение убегающего Катаокаа повернул вправо, чтобы получить возможность вести огонь с правого борта и увеличил ход до 17 узлов и описав циркуляцию, Катаока лег на обратный курс, расходясь с “Севастополем” левым бортом. В этот момент налетел снежный заряд и Катаока скрылся в серой мгле. Наступила пауза, “Севастополь” ощутимо зарывался носом в воду и имел крен 5 градусов на левый борт. В кормовой части на жилой палубе горел пожар. Имелись многочисленные разрушения. Корабль получил 33 попадания за час боя. Методом контрзатопления корабль удалось спрямить в течении получаса, хотя осадка увеличилась. Ход составлял 10 узлов. За время боя броненосец израсходовал 55 12” снарядов, 446 стальных 6” фугасных снарядов, 81 фугасный 120 мм снаряд, 490 бронебойных 75 мм снарядов. В бою погибло 29 человек, 37 получили ранения.
Согласно данных Пакинхема, в отношении повреждений японских кораблей досконально известно что “Якумо” получил одно и “Асама” получил два попадания 12” снарядами. При этом “Якумо” получил попадание в каземат среднекалиберной артиллерии. Попадание вызвало пожар и ряд взрывов. “Асама” получил попадание, в носовую часть, был пробит броневой пояс и бронепалуба. Корабль получил значительные затопления. И только близость порта вновь избавило японцев от крайне неприятных последствий. Второй снаряд пронизал небронированный борт навылет. Кроме этого “Якумо” получил 2 попадания 6” снарядов, “Асама” получил 3 попадания 6” снарядов, “Акицусима” получил одно попадание 120 мм невзорвавшимся снарядом и 2 попадания 75 мм снарядов(возможно с миноносцев), в “Идзуми” попали 2 6” снаряда и не менее 5 75 мм. Выход Катаоки из боя был вынужденным, из-за повреждений “Асамы”. Кроме того, он рассчитывал, оправившись от повреждений вновь вступить в бой. Но ухудшение погодных условий и наступавшие сумерки прервали погоню и он вынужден был отправится в Дальний. Спустя час по окончании боя Эссен собрал военный совет, на котором был сделан вывод о невозможности прорыва во Владвосток ввиду полученных боевых повреждений. Поэтому единственно представлялось возможным следовать в Циндао, чтобы попытаться прозвести ремонт достаточный для океанского перехода, или в крайнем случае, как это предписывала инструкция Скрыдлова интернировать корабли в Циндао.
В 20.00 4 декабря “Севастополь” и истребители отдали якорь на внешнем рейде Циндао. При этом состояние машин истребителей было таким, что “Бодрый” пришлось тащить на буксире последние 6 часов. Перед тем как отправится к Германскому губернатору Эссен, уже знал, что броненосец в установленный срок ввести в строй не удастся. Уж слишком велики повреждения. Уже ночью броненосец втянулся на внутренний рейд и был ошвартован у пирса. Истребители тоже были ошвартованы в порту. В Санкт-Петербург была послана телеграмма в Петербург с отчетом о проведенном сражении и запрос о разрешении интернироватся ввиду полученных повреждений.
На следующий день получено разрешение интернироватся “Севастополю” и истребителям в Циндао.
