В преддверии войны с Японией «Паллада» и «Диана» вступили в кампанию 1 и 18 января соответственно. Оба корабля приняли участие в последнем предвоенном плавании Тихоокеанской эскадры, в ходе которого выявилась полная непригодность этих крейсеров для разведывательной службы, в том числе и по причине малой мощности радиотелеграфных установок; да и выучка экипажей оставляла желать лучшего, в чем командующий эскадрой О.В. Старк убедился, посетив «Диану» «Адмирал отбыл с крейсера, оставшись недовольным произведенной тревогой 23 января 1904 года, почти в то самое время, как адмирал Старк производил [смотр и учебную] тревогу на кр[ейсере] 1 р[анга] «Диана», командующий соединенным японским флотом Того, находящийся в Сасебо, получил указ о начале военных действий»13.
Вечером 26 января корабли эскадры стояли на якорях на внешнем рейде Порт-Артура. «Паллада» и «Диана» располагались в самой южной, а соответственно, наиболее уязвимой при нападении со стороны моря кильватерной линии судов. В тот день «Диана» и «Аскольд» были дежурными крейсерами, то есть находились в готовности при появлении неприятеля сняться с якоря. «Дежурные по освещению корабли "Ретвизан" и "Паллада" с 6 ч вечера освещали горизонт боевыми фонарями (прожекторами. — А.С.)»14, из-за чего оба и оказались главными целями торпедной атаки японских миноносцев. На крейсере «Паллада» первым, за 15 мин до полуночи, корабли противника заметил вахтенный начальник лейтенант А.А.Бровцын. Немедленно пробили боевую тревогу, но включенные на приближавшихся миноносцах ходовые огни ввели в заблуждение комендоров, которые открыли огонь только после того, как вахтенный начальник отчетливо заметил след идущей торпеды. Две первые торпеды прошли под кормой; третья, шедшая почти по поверхности, ударила в левый борт между 68 и 75 шп.; четыре остальных из числа семи выпущенных по «Палладе» торпед не дошли до крейсера.
Попавшая в корабль торпеда взорвалась в наполненной топливом двухъярусной угольной яме. Благодаря угольной защите, находившийся за продольной переборкой погреб 75-мм боезапаса не сдетонировал, но в нем возник обширный, с взрывами отдельных патронов, пожар. Пламя с удушливым дымом выбросило через шахту элеватора на батарейную палубу, и пожар перекинулся на офицерские помещения. С огнем удалось справиться за 10 мин, во многом благодаря тому, что вода через пробоину быстро заполнила угольную яму и патронный погреб, затопив очаг пожара. Крейсер накренился на 4,5°. Экипаж завел на пробоину три, один поверх другого, пластыря, откачал воду и, снявшись с якоря, перевел корабль на безопасное мелководье к маяку Люшинкоу.
При взрыве погиб один матрос, шестеро умерло от ожогов и отравления газами. В последующие два—три дня тяжело заболели еще 32 надышавшихся дымом моряка. В ходе отражения продолжавшихся до часу ночи атак с «Паллады» выпустили 42 152-мм, 84 75-мм и 20 37-мм снарядов. Дежурный крейсер «Диана» так и остался стоять на якоре. Повреждений он не получил и выпустил из своих орудий восемь 152-мм и 100 75-мм снарядов.
Из-за необходимости быстрейшего исправления повреждений крейсера «Новик» «Палладу» в док поставили лишь 9 февраля. Общая площадь поврежденного участка ее наружной обшивки достигала 35 м2 (длина — 7,3 м, высота — 4,9 м). Шесть листов обшивки вместе взрыва вмялись, а три из них и разорвались; медно-деревянная зашивка оказалась уничтоженной. Центр пробоины площадью около 13 м находился на 1,8 м ниже ватерлинии. Пробоина имела наибольшую длину 6,4 м и наибольшую высоту 3,3 м, то есть распространялась от броневой до батарейной палубы. Шпангоуты ниже карапасной палубы погнулись, выше сломались. Погнулся настил платформы над скосом броневой палубы, как прогнулись в районе взрыва и броневые листы, три из которых сместились в сторону. В угольной яме вспучило продольную и поперечную на 75 шп. переборки; другую поперечную переборку, находящуюся на 68 шп., оторвало. Подъемная крышка порта, стоявшего над местом взрыва на батарейной палубе 75-мм орудия, оторвалась и утонула. Сильные повреждения получили патронный погреб и его элеватор: сорвало с места все рельсы и обе крышки порта элеватора; 29 патронных беседок пришли в негодность; выгорел либо взорвался порох в 63 патронах, 559 патронов смялись, и порох в них оказался подмоченным; снаряды уцелели, но 201 из них оторвался от гильз.
Расчистка и вырубка всех повреждений заняла две с половиной недели, затем рабочие артурского военного порта правили годные для возвращения на место стальные части набора и изготовляли новые; к середине марта часть набора стояла на своих местах. С 17 марта выполнение работ поручили прибывшему накануне в Порт-Артур судоремонтному отряду, укомплектованному рабочими Балтийского завода и возглавляемому корабельным инженером Н.Н. Кутейниковым. Ход работ значительно ускорился, и 3 апреля «Паллада» покинула док. Ограниченный производственный потенциал порт-артурской военно-морской базы не давал возможности в быстрое время отремонтировать, а фактически, изготовить и смонтировать новое оборудование погреба и его элеватора, почему «патронный погреб, разрушенный взрывом, решено было для сокращения работ не возобновлять, так что угольная яма получилась за счет него большим объемом»15. Еще почти месяц ушел на завершение ремонтных работ, погрузку угля и боезапаса, приведение корабля в пригодное для боевого использования состояние. 28 апреля «Паллада», пройдя ходовые испытания, вновь вошла в состав действующих кораблей. «Диана» и вышедшая из ремонта «Паллада» — корабли, предназначенные для океанских рейдов и дальней разведки, — в условиях блокированной крепости преимущественно использовались для несения сторожевой службы на внешнем рейде Порт-Артура. С прибытием 24 февраля в город командующего флотом Тихого океана вице-адмирала С.О.Макарова дежурство крейсеров на внешнем рейде стало носить обязательный характер, и так сложилось, что именно на дежурившей на рейде «Диане» провел последнюю ночь своей жизни выдающийся адмирал.
Поздним вечером 30 марта по его приказу восемь миноносцев в составе двух отрядов ушли в ночную разведку к островам Эллиот. Сам адмирал в ожидании возможного нападения пароходов-брандеров в 21 ч прибыл на «Диану». «Вся ночь прошла очень беспокойно. В свете береговых и судовых прожекторов все время показывались то огни, то силуэты судов, различить которые за мглой, дождем и дальностью было невозможно. Обо всем замеченном докладывалось Командующему флотом, и он лично несколько раз выходил наверх и осматривал горизонт... [С береговых батарей, имеющих, из-за более возвышенного положения, большую дальность видимости] на "Диану" сообщили, что замеченные предметы похожи на миноносцы и шлюпки, которые все время почти находятся на одном месте... Высказав мнение, что замеченные суда, вероятно, наши миноносцы, вернувшиеся обратно из-за пасмурной погоды и держащиеся, согласно приказанию, у входа до рассвета [С.О. Макаров запретил открывать артиллерийский огонь]... В 4 ч 30 мин, когда стало рассветать, и атаки заградителей нельзя было уже ожидать, адмирал Макаров съехал с "Дианы" на "Петропавловск"»16. Впоследствии оказалось, что ночью с «Дианы» адмирал наблюдал выставлявшие мины японские суда. Взрыв в то же утро под флагманским броненосцем одной из них, мгновенная гибель корабля и большей части его экипажа, гибель командующего флотом так или иначе предопределили, а точнее, ускорили наступление неблагоприятного для России хода войны.
22 апреля началась высадка японских войск на Квантунский полуостров. Это привело к образованию сухопутного фронта близ Порт-Артура, а затем и к блокированию крепости японской армией. В конце апреля принимается решение усилить корабельными орудиями крепостную артиллерию, и крейсеры «Паллада» и «Диана» лишаются каждый двух 152-мм (второй носовой пары бортовых), четырех 75-мм с верхней палубы, всех восьми 37-мм орудий, обеих 63,5-мм десантных пушек Барановского, однако 152-мм и 75-мм орудия «Дианы» передали не на берег, а на «Ретвизан» для восполнения артиллерии, снятой с броненосца во время его ремонта.
Порт-артурские крейсеры по-прежнему посменно дежурят на внешнем рейде. Так, «Диана», совместно с канонерскими лодками и береговыми батареями, отражала атаки миноносцев противника в ночь на 25 мая и в ночь на 9 июня. На следующий же день, 10 июня, эскадра по требованию наместника Е.И.Алексеева предприняла свою первую попытку прорваться во Владивосток.
Первым на рейд, в 4 ч 30 мин утра, вышел «Новик», за ним — «Диана». К 8 ч на внешнем рейде стояли все, кроме «Палпады», которая появилась только в 10 ч 50 мин: из-за неисправности рулевого привода она долго стояла на якоре в проходе на внешний рейд и ремонтировалась, затем ее команда очищала якорь от телефонного кабеля. Вскоре выяснилось, что «Диана», «Аскольд» и «Новик» стали на якоря там, где ночью с Электрического утеса просматривались японские миноносцы. В результате проведенного траления обнаружили 10 одиночных мин и минную банку из четырех зарядов, еще одна мина взорвалась в трале в 60 м от кормы «Дианы». По окончании траления рейда корабли стали сниматься с якорей в порядке выхода на рейд: первым снялся крейсер «Новик», затем «Диана», последним, около 15 ч, — крейсер «Паллада» К этому времени на горизонте хорошо просматривались броненосец «Тин-Эн», крейсер «Матцусима», 12 миноносцев. Последние попытались помешать работе шедшего перед эскадрой тралящего каравана, но были отогнаны «Новиком» и поспешившей ему на помощь «Дианой».
Около 17 ч тралящий караван ушел в Порт-Артур, вскоре, когда направлявшиеся во Владивосток корабли удалились от берега на 20 миль, был замечен пересекающий курс русских кораблей японский флот, и командующий эскадрой контр-адмирал В.К.Витгефт решил вернуться. В 18 ч 50 мин, находясь в 55 кб от противника, Тихоокеанская эскадра последовательно повернула на обратный курс, и целями начавшихся с наступлением темноты торпедных атак оказались концевые корабли, и в первую очередь «Паллада». Противник выпустил в нее семь торпед, две из которых прошли под кормой, а остальные пересекли курс крейсера перед его носом. По возвращении кораблей на внешний рейд торпедные атаки продолжались вплоть до 4 ч утра, но «Диана» и «Паллада», в отличие от «Аскольда» и «Новика», значительным атакам уже не подвергались.
И вновь оба крейсера несут сторожевую службу. В ночь на 15 июня торпедной атаке подверглась «Диана»: два миноносца с дистанции 400 м выпустили три прошедшие мимо торпеды. Комендоры крейсера ответили им 19 152-мм и 58 75-мм снарядами. А на следующую ночь «Диану» штормом сорвало с носовых перлиней, и для спасения корабля его завели во внутреннюю гавань. Теперь торпедным атакам подверглась дежурившая на рейде в ночь на 20 июня «Паллада»: в нее японский миноносец выпустил две торпеды, из которых одна прошла вдоль правого борта, другая не дошла до корабля.
В дневное время крейсер «Новик», канонерские лодки, миноносцы активно использовались для обстрела наступающих японских войск. Дежурившие на рейде крейсеры I ранга должны были в случае необходимости приходить им на помощь, но лишь однажды, 26 июня, «Диана» и «Паллада» привлекались к непосредственному прикрытию обстреливающих противника кораблей. В тот день они вмести с броненосцем «Полтава» выходили в район бухты Тахэ.
