Оставшиеся в составе Соединенного флота броненосные крейсера "Асама" и "Якумо" временно были приписаны к 3-му боевому отряду контр-адмирала С.Дэва. Они несли патрульную службу под Порт-Артуром, обеспечивали прикрытие заградительных операций пароходов-брандеров, "Якумо" 15 (2) мая 1904 г. оказывал помощь крейсеру "Касуга" после его столкновения с крейсером "Иосино". Однако, несмотря на довольно активное использование, ярких страниц в их карьере в этот период службы не было.
Тем временем русская эскадра, которую после гибели Макарова возглавил контр-адмирал В.К.Витгефт, получила категоричный приказ прорываться из осажденного Порт-Артура во Владивосток. Первая попытка, предпринятая 23 (10) июня, окончилась ничем: встретив в море основные силы Соединенного флота, Витгефт повернул назад и вновь укрылся в гавани. В последующие недели японские корабли постоянно дежурили вблизи внешнего рейда крепости, причем для этих целей очень часто привлекались "Асама" и "Якумо". Попутно они иногда решали и другие задачи. Например, утром 26 (13) июня "Асама" вместе со старым крейсером 2 класса "Ицукусима" поддерживала наступление сухопутных войск, ведя обстрел русских позиций в районе бухты Сикау.
Вторая попытка прорыва, состоявшаяся 10 августа (28 июля), привела к крупному морскому сражению, известному как бой в Желтом море или бой у Шантунга. Разумеется, адмирал Того ждал этого уже давно. Любопытные данные о подготовке японских кораблей к бою приводятся в секретном рапорте английского военного советника, отправленном в британское Адмиралтейство. Так, на "Асаме" оставили минимум шлюпок: 2 паровых катера, 2 гребных катера и 3 плоскодонных сампана; всех их укрыли брезентом и обмотали пеньковыми канатами. (Остальные шлюпки выгрузили на берег в базе на островах Эллиот, а две гички вообще оставили еще в Куре.) Очень широко применялись импровизированные ог-раадения из дюймовых канатов, брезента и матросских коек - ими окружили боевую рубку, палубные 152-мм и 76-мм орудии. Такая защита хорошо останавливала мелкие осколки, но сильно загромождала палубу и ухудшала обзор из боевой рубки - поэтому, кстати, командир "Асамы" намеревался наблюдать за ходом боя с фор-марса. Вместе с тем, вся деревянная мебель в кают-компании и офицерских каютах осталась на своих местах, а из каюты командира не были убраны даже большие зеркала.
В казематах 152-мм орудий было уложено по 50 готовых снарядов (38 фугасных и 12 бронебойных или 40 фугасных и 10 бронебойных) и соответствующее число зарядов к ним. На вопросы англичан, зачем это сделано, японцы ответили, что таким 'образом уменьшается риск взрыва погреба боезапаса при подрыве корабля на мине! Объяснение выглядит более чем странным: в артиллерийском бою опасность детонации этого боезапаса от попадания снаряда куда выше, чем гипотетический взрыв погреба от мины или торпеды. На самом деле, как уже отмечалось, складирование снарядов и пороховых картузов рядом с орудием имело целью повысить скорострельность, так как скорость подачи боезапаса элеваторами была недостаточной.
В момент выхода русской эскадры из Порт-Артура 1-й боевой отряд в составе четырех броненосцев под флагом Х.Того и присоединенной к нему "Асамой" находился чуть севернее о. Роунд. Командующий флотом приказал командиру "Асамы" срочно идти в Дальний и привести оттуда 4-й и 5-й отряды истребителей, а находившимся поблизости броненосным крейсерам "Ниссин" и "Касуга" вступить в кильватер броненосцам 1-го отряда. Таким образом, "Асама" в первой фазе боя участия не принимала.
Крейсер "Якумо" под флагом контр-адмирала Дэва возглавлял 3-й боевой отряд (крейсера 2 класса "Касаги", "Титосэ" и "Такаса-го") и утром 10 августа находился в 15 милях к югу от м. Ляотешань. Узнав о выходе русских кораблей, Дэва настиг их и, следуя параллельным курсом, попытался оттеснить их в сторону 1-го боевого отряда адмирала Того. В 13.15 (здесь и далее время японское) начался артиллерийский бой главных сил противоборствующих эскадр. Через два часа открыл огонь и отряд Дэва, получивший приказ атаковать русские крейсера, шедшие в хвосте кильватерной колонны. Однако последние прибавили ход, и стало ясно, что крейсеру "Якумо" их не догнать. Зато в перестрелку крейсеров включились броненосцы "Полтава" и "Севастополь". Причем кормовая башня "Полтавы" одним из первых залпов дала прямое попадание в "Якумо": взрыв 305-мм снаряда убил инженера Матиду и 21 матроса.(Так говорится в официальной японской истории войны "Описание военных действий на море в 37-38 гг. Мейдзи", Но по данным английского военного атташе кэптена УПэ-кинхема потери на "Якумо" составили 12 человек убитыми и 10 ранеными.)
Дэва предпочел выйти из-под обстрела. Поскольку тихоходный "Якумо" сковывал действия крейсеров, он отправил его на соединение с 1 -м боевым отрядом, а сам перенес свой флаг на "Касаги".
Во второй фазе боя, начавшейся после передышки в 17.30, "Якумо" был замыкающим в колонне основных сил и следовал в кильватер броненосному крейсеру "Ниссин". Поскольку японцы находились в положении догоняющих, "Якумо" вступил в артиллерийскую дуэль последним. Примерно с 18.00 он вел огонь по концевому кораблю русской эскадры - броненосцу "Полтава" и, по всей вероятности, добился нескольких попаданий. На самом крейсере больше потерь не было.
По намеченному плану боя "Асама" тоже должна была присоединиться к 1 -му боевому отряду, но сделать это она так и не сумела. Крейсер, следуя во главе 5-го отряда миноносцев, приблизился к месту сражения довольно поздно - около 18.00, а открыть огонь смог лишь еще через час. Перестрелка с русскими крейсерами и "Полтавой" проходила на больших дистанциях (6,2 - 8 км) и потому была малоэффективной. Но около 20.00 русские корабли повернули в направлении "Асамы", и расстояние между противниками начало стремительно уменьшаться. Несколько снарядов упали рядом с японским крейсером, и он резко отвернул, взяв курс на запад. В это время он имел кратковременную перестрелку с крейсерами "Аскольд" и "Новик", самостоятельно повернувшими на юг. Позже на пути последних оказался и отделившийся от 1-го боевого отряда "Якумо", но он быстро отстал.
К утру 11 августа (29 июля) основная часть русской эскадры вернулась в Порт-Артур, а корабли Соединенного флота собрались на рейде Эллиот. Но "Асама" и "Якумо" вскоре вновь вышли в море - им предстояли поиски ушедших в неизвестном направлении броненосца "Цесаревич", крейсеров "Аскольд", "Новик", "Диана" и нескольких миноносцев. В течение нескольких суток японские крейсера метались по Желтому морю, а 16 (3) августа подошли к заливу Киао-Чао (Циндао). Выяснив, что "Цесаревич" и три миноносца уже интернированы, а "Аскольда" и "Новика" в порту нет, они двинулись в обратный путь.
Всего в ходе боя в Желтом море "Асама" выпустила 27 203-мм снарядов из носовой башни (15 из правого орудия и 12 из левого), 24 - из кормовой (13 из правого и 11 из левого), а также 113 152-мм снарядов (28 из носовых орудий и 85 из кормовых). Потерь в личном составе на корабле не было.
