После ожесточенных боев японские войска к концу июля вышли на ближние подступы к крепости, и Е.И. Алексеев, после неоднократных призывов покинуть Порт-Артур, прислал контр-адмиралу В.К.Витгефту категорический приказ с требованием срочно увести эскадру во Владивосток.
Раним утром 28 июля 1904 года корабли Тихоокеанской эскадры стали покидать внутреннюю гавань Порт-Артура. Продолжалось это почти три с половиной часа, и японцы стянули к Порт-Артуру значительные силы. Вышедшие последними на рейд «"Паллада" и [вслед за ней] "Диана"... вступили [последовательно] прямо на свои места, в общем строю кильватера в [самом] хвосте линии»17 всей эскадры вслед за флагманским кораблем отряда крейсеров — «Аскольдом». Еще один корабль отряда, «Новик», занял свое место в кильватерном строю (непосредственно за «Аскольдом») незадолго до начала боевого столкновения главных сил.
В самом начале сражения японские броненосцы попытались охватить «хвост» нашей эскадры и достаточно близко подошли к крейсерскому о!ряду. В «Палладу» попал один снаряд, убивший трех матросов, тяжело ранивших четырех (один из них вскоре умер) и легко — двух. Снаряд срезал носовую шлюпбалку гребного катера, повредил сам катер, изрешетил осколками кожух носовой кочегарки, дымовую трубу, вентиляторы, кронштейн прицела у одного из 75-мм орудий. На «Диане» осколками разорвавшегося неприятельского снаряда пробило стенки фальшборта и легко ранило двух человек «Чтобы выйти из этого положения... крейсера в строе пеленга перешли па левую сторону нашей линии броненосцев, где снова легли на параллельный с ними курс»18. В последовавших затем, вплоть до момента гибели командующего эскадрой В.К.Витгефта, ожесточенных перестрелках броненосных сил крейсерский отряд продолжал в кильватерном строю держаться левее броненосного отряда, ведшего огонь правым бортом, находясь на достаточно безопасном удалении от противника.
Когда после выхода из строя флагманского корабля эскадры «Цесаревича» броненосцы повернули назад и направились в Порт-Артур, их примеру последовали «Аскольд» и шедшие за ним в кильватер «Новик» и «Паллада». Концевая «Диана» из-за близко идущих ей навстречу броненосцев не успевала описать полную кильватерную циркуляцию крейсерского отряда и повернула «прямо вдруг». На это успевший выполнить поворот и обгонявший в эту минуту «Диану» «Аскольд» поднял сигнал: «Вступить в кильватер», «но сразу же сам положил право на борт и описал полную циркуляцию навстречу [нашим] броненосцам, а затем лег параллельным им курсом»19. Крейсеры последовали за своим флагманом, причем «Паллада» и «Диана», выполнявшие, как всегда, повороты с большим диаметром циркуляции, с трудом легли за «Аскольдом»20.
К этому времени японские броненосцы обогнули нашу эскадру и находились к NO от нее, а крейсеры противника остались на SO, таким образом, направление на Владивосток по-прежнему оставалось перекрытым. Но противник старался перехватить и пути отступления в Порт-Артур: от NW к российским кораблям приближались броненосец береговой обороны «Тин-Эн» и три однотипных бронепалубных крейсера «Матцусима», «Ицукусима», «Хасидате», а от W — броненосный крейсер «Асама».
Наши броненосцы шли им навстречу, на NW, имея свои крейсеры с правой стороны от себя. Порт-артурская «эскадра была совершенно окружена неприятелем, поддерживающим все это время огонь, а крейсера [после произошедших перестроений] были меж двух броненосных эскадр»21 — своей и противника. Для выхода из-под огня крейсерам необходимо было расположиться по левую от броненосцев сторону, и «Аскольд» увеличил ход, за ним последовали остальные корабли отряда. Но при этом все они оказались уже между крейсерами «Асама», тремя типа «Ицукусима», броненосцем «Тин-Эн» с одной стороны и шедшими прямо на них и открывшими по крейсерам и броненосцу противника огонь из носовых орудий нашими броненосцами — с другой.
Ведя огонь всем правым бортом, «Аскольд», «Новик», «Паллада», «Диана» продолжали свой маневр — переход на левый фланг отряда броненосцев — и в момент наибольшего сближения с группой кораблей противника расстояние до ближайшего из них не превышало 25 кб.
На одном из японских кораблей возник пожар, имелись попадания и в другие.
Но и «Диана» попала под накрытие: несколько снарядов упало у борта, причем один настолько близко, что при взрыве его от удара об воду осколками пробило вентилятор и в трех местах фальшборт у одного из 75-мм орудий среднего плутонга. Еще один ударил в раскрепленную по-походному на кожухе кочегарного отделения стрелу Темперлея. Место взрыва, который усилился детонацией лежавших в беседке 1 1 патронов, окутал густой черный дым. Погибли двадцатилетний мичман Б.Г. Кондратьев и четыре матроса, еще двадцать моряков получили ранения, из них восемь тяжелые. Выбывших заменили комендорами нестрепявшего борта, а командование средним плутонгом принял на себя лейтенант А.М.Щастный. Одновременно еще один снаряд пробил ближе к корме правый борт корабля ниже ватерлинии. Никто не пострадал, но на протяжении от 103 до 112 шп. вода быстро заполнила бортовые отсеки, расположенные между скосом броневой палубы и платформы над ней. Командиру в боевую рубку сообщили, что из-за произошедшего внутри корабля взрыва настил платформы вспучило, его швы разошлись и вода обильно просачивается в помещения расположенного в этом месте лазарета. Для сохранения остойчивости пришлось пойти на затопление симметричных отсеков левого борта, а аварийная партия занялась подкреплением бревнами броневой палубы снизу и платформы над ней сверху. Большими усилиями в течение часа аварийной партии удалось прекратить поступление воды в лазарет, после чего выяснилось, что на корабле отсутствуют спусковые клинкеты для перепуска в трюм скопившийся на платформе воды с целью последующего удаления ее водоотливными насосами за борт - воду пришлось откачивать подручными средствами.
За время перестрелки с крейсерами противника крейсерский отряд нагнали шедшие «в строе, приближающемся к строю фронта», броненосцы, и «Аскольд», «Новик», «Паллада», «Диана» переходили на их левый фланг, уже прорезая этот фронтальный строй. Командир крейсерского отряда контр-адмирал Н.К.Рейценштейн, видя, что японцы тем временем маневрируют, создавая все более и более плотное кольцо вокруг потерявшей централизованное управление и оказывающей пассивное сопротивление эскадры, решает срочно вывести из-под готовящегося массированного и сосредоточенного обстрела свой отряд, чтобы, «распылив» силы японцев, хоть немного облегчить участь остальных наших кораблей. Направлением прорыва он, по окончании расхождения с броненосцами, выбирает еще не достаточно перекрытое противником направление от S до SW.
И наступил «звездный час» двух легендарных кораблей — «Аскольда» и «Новика». В 18 ч 50 мин «Аскольд» поднял сигнал «Быть в строю кильватер» и резко увеличил ход через десять минут новый: «Крейсерам следовать за мной»22. И если «Новику» и «Диане» это удалось, то «Паллада» так и осталась с правой стороны колонны броненосцев.
Но и «Диана» недолго следовала за своим флагманом: «Аскольд», «Новик» и сопровождающие их миноносцы развили такой ход, что через 15 мин исчезли из виду и «Диана» вынуждена была вернуться к эскадре.
Тем временем перестрелка прекратилась, лишь от S, где скрылись «Аскольд» и «Новик», слышались выстрелы. Эскадра, по-прежнему окруженная японскими кораблями, двигалась на NW тремя не выдерживавшими кильватерный строй группами: впереди «Ретвизан», «Победа», «Пересвет», «Севастополь» и три миноносца при них; затем «"Диана" и при ней миноносец "Грозовой", который к вечеру присоединился к крейсеру... так и при нем остался»23; замыкали строй в 8 кб от первой группы «Паллада», «Цесаревич», «Полтава».
Несмотря на постигшую его неудачу, командир «Дианы» капитан 1 ранга князь А.А.Ливен, в отличие от командира «Паллады» капитана 1 ранга В.С.Сарнавского, не отказался от мысли последовать за своим адмиралом и, хотя бы в одиночку, прорваться за японское окружение и, избегая встреч с противником, уйти во Владивосток. Он предполагал, двигаясь по Желтому морю все время экономическим ходом, подойти к Корейскому проливу к исходу следующего светового дня, затем, развив на 12 ночных часов полный ход, миновать пролив и с рассветом оказаться в открытой части Японского моря, где, уменьшив скорость до 10—11 уз, взять курс на Владивосток. Вызванный в боевую рубку старший механик заверил командира, что находящегося на борту топлива достаточно для осуществления такого похода. Но А.А.Ливен понимал, что, отделившись в наступившей в сражении паузе у всех на виду от окруженной противником эскадры, «Диана» будет тут же перехвачена японцами, да и вступивший в командование эскадрой контр-адмирал П.П.Ухтомский сигналом с «Пересвета» либо посылкой вдогонку миноносца мог заставить вернуться, поэтому приходилось ждать темноты.
В наступавших сумерках броненосцы и крейсеры японцев стали понемногу отдаляться и теряться из виду, зато вокруг становилось все больше и больше миноносцев: их с «Дианы» насчитали более пятидесяти. Первым, в 20 ч, торпедной атаке подвергся «Ретвизан»; отстреливаясь, он повернул на N. Хотя еще не было совсем темно, командир «Дианы» счел этот момент наиболее благоприятным для осуществления задуманного. Крейсер и «Грозовой» полным ходом, пересекая курс идущих позади кораблей, направились на S — туда, где А.А.Ливен менее всего ожидал встретить крупные корабли противника. От неминуемых же торпедных атак он, будучи по профессиональной подготовке офицером-минером, предпочел уклоняться, двигаясь полным ходом и часто меняя курс, но не открывая при этом привлекавшего бы все новые и новые миноносцы артиллерийского огня.
Такая тактика оправдала себя: первые четыре миноносца, атаковавших «Диану» уже через 10 мин после начала прорыва, не сумели поразить крейсер. Комендоры одного из 152-мм орудий не выдержали и произвели одиночный выстрел, ставшим последним выстрелом крейсера в этой войне. Затем с 21 до 22 ч «Диану» атаковали еще восемь из 19 замеченных миноносцев.
Последняя встреча русского крейсера с противником произошла в 22 ч 15 мин, когда, чуть не столкнувшись, «Диана» на встречных курсах разошлась с японским миноносцем, поспавшим на крейсер опознавательный сигнал и, не дожидаясь ответа, скрывшимся на полном ходу в темноте.
Командир же оставшейся при эскадре «Паллады» предпочел торпедные атаки отражать всей имеющейся артиллерией. За ночь крейсер подвергся атакам восьми миноносцев. В ночной темноте вспышки выстрелов 152-мм орудий «препятствовали видеть неприятельские миноносцы и выпущенные ими мины»24, но «Палладе», как и «Диане», повезло: японские торпеды ее миновали. Комендоры сделали 40 152-мм и 170 75-мм выстрелов из общего числа 90 152-мм и 180 75-мм снарядов, выпущенных крейсером в ходе сражения.
К утру «Паллада» вместе с пятью броненосцами стояла на внешнем рейде Порт-Артура. Это и предопределило дальнейшую судьбу корабля: больше он в море не выходил.
Запертые японским флотом на внутреннем рейде корабли эскадры стали с сентября подвергаться почти непрерывным обстрелам японских осадных батарей, наносивших им тяжелые повреждения, исправлять которые в условиях плотно блокированной противником крепости становилось все труднее и труднее. В конце октября адмиралы на одном из совещаний принимают решение о подготовке кораблей к затоплению: «В случае крайности, т.е, близости сдачи крепости, [боевые] суда, которые могут дойти до прохода [на внешний рейд], идут туда и затопляются у брандеров, а также топятся там все суда, которые можно туда дотащить»25. Начался демонтаж корабельной артиллерии, своз боеприпасов и экипажей на берег.
К середине ноября на кораблях Тихоокеанской эскадры оставалось минимальное количество орудий и снарядов к ним, из-за чего отражение очередного штурма Порт-Артура проходило без их артилперийской поддержки.
К вечеру 22 ноября японцы овладели горой Высокой и, разместив на ней корректировочные посты, в течение пяти дней прицельным огнем 280-мм гаубиц расстреляли броненосцы и крейсеры эскадры; исключение составил броненосец «Севастополь», уведенный его командиром капитаном 1 ранга Н.О.Эссеном в бухту Белый Волк. «Паллада» 24 ноября после попаданий нескольких снарядов потеряла запас плавучести и села на грунт внутреннего рейда. Впереди крейсер ждали подъем в 1905 году захватившими Порт-Артур японцами, долгий пятилетний ремонт в Сасебо, а затем еще более долгая служба под иным именем и чужим флагом.