Последние из сдаточных испытаний «Аврора» закончила практически в полной готовности к походу и в свое первое плавание на Дальний Восток ушла из Кронштадта через неделю после их завершения, 25 сентября 1903 года. Шестисуточный переход в Портленд проходил в сильный шторм, который крейсер и его экипаж с успехом выдержали. Не обошлось без поломок: сорвало крышку левого клюза; погнуло крышку правого, дали течь крышки орудийных портов, а также некоторые стыки верхней палубы и стыки наружной обшивки на уровне жилой палубы. Ремонт повреждений занял шесть дней, и 8 октября «Аврора» вышла из Портленда в Алжир. В Бискайском заливе вновь шторм. В Средиземном море погода улучшилась, но на корабле начались более серьезные поломки: 1 2 октября загорелся подшипник левой машины, и далее до Алжира «Аврора» шла малым ходом. 25 октября крейсер достиг Специи (Италия), где присоединился к собиравшемуся здесь отряду судов контр-адмирала А.А.Вирениуса, идущему в Тихий океан. Кроме «Авроры» в состав отряда входили броненосец «Ослябя», крейсеры «Дмитрий Донской» и «Алмаз», 11 миноносцев и три транспорта. Продвижение отряда сдерживалось постоянными поломками, в первую очередь на номерных малотоннажных миноносцах. В Джибути, в конце января 1904 года, моряки отряда узнали о начале войны с Японией; последовал приказ о возвращении на Балтику, и через два месяца, 5 апреля, «Аврора» бросила якорь на рейде Либавы.
За полугодовой межпоходный период нахождения на Балтике «Аврора» прошла доковый ремонт подводной части, ее орудия главного калибра прикрыли щитами39 толщиною 25,4 мм, снабдили оптическими прицелами все 152-мм и 75-мм орудия, на носовом мостике установили два пулемета системы «Максим». В свое второе плавание на Дальний Восток «Аврора» уходила также из Либавы 2 октября 1904 года в составе 2-й эскадры флота Тихого океана. Так сложилось, что 19 ноября 1904 года, за пять дней до того, кок в Порт-Артуре огнем японской осадной артиллерии была затоплена «Паллада», на борту «Авроры» экипаж радостно отметил праздник пересечения экватора. Через полгода, 14 мая 1905 года, эскадра вице-адмирала 3.П.Рожественского достигла Корейского пролива.
В Цусимском сражении «Аврора» действовала в составе отряда крейсеров контр-адмирала О.А.Энквиста и постоянно следовала в кильватере за своим флагманским кораблем — крейсером «Олег». Первая короткая перестрелка с приблизившимися на 45 кб крейсерами противника произошла в 1 2 ч 30 мин, а собственно Цусимское сражение началось около 13 ч 45 мин, после сближения броненосцев противоборствующих сторон. Крейсеры отряда «Олег», «Аврора», «Владимир Мономах» и «Дмитрий Донской» первое время находились под прикрытием наших броненосцев, несколько позади них, и «до 2 1/2, ч дня крейсера активного участия в бою не принимали»40. К этому времени девять японских крейсеров двумя группами стали приближаться к нашим транспортам. «Тогда "Олег" и "Аврора", повернув вправо, заслонили транспорты собою и приняли на себя огонь вышеозначенных девяти крейсеров... По мере возможности "Мономах", "Донской" и [флагманский крейсер разведывательного отряда] "Светлана" принимали в отражении врага при защите транспортов своевременное участие, главный же огонь обратился против "Олега" и "Авроры"»41. К 15 ч крейсеры противника временно отдалились, и нашим крейсерам вновь на очень короткое время удалось стать под прикрытие своих броненосцев. Наступила трагическая фаза Цусимского сражения: флагманские корабли 1 -го и 2-го броненосных отрядов «Князь Суворов» и «Ослябя» за короткий промежуток времени под сосредоточенным огнем японских броненосцев получили тяжелейшие повреждения и вышли из кильватерного строя. Броненосец «Ослябя» тут же, в 14 ч 50 мин, стремительно накренился и затонул, «Князь Суворов» погиб примерно через пять часов, торпедированный уже в вечерней темноте миноносцами противника.
Остальные наши броненосцы до самого захода солнца продолжали идти в растянувшейся кильватерной колонне, постоянно маневрировали, пытаясь снова и снова выйти из-под сосредоточенного огня японских кораблей. «И в то же время [наши крейсеры пытаются] сохранить свое место у нестреляющего борта наших броненосцев»42, но постоянные смены броненосцами курса снова и снова подставляли корабли крейсерского отряда под снаряды японских крейсеров, а то и броненосцев, причем японцы стремились в первую очередь вывести из строя артиллерийскую прислугу то или иного крейсера, нарушить управление им, зажечь на нем пожары, для чего стреляли разрывными фугасными снарядами преимущественно в надстройки, рубки, мостики, трубы.
«Наибольшей силы неприятельский огонь достиг к 7 часам [вечера], когда [наши] броненосцы пытались [вновь] лечь на курс к Владивостоку, но меткий, гибельный для нас огонь, заставил нас медленно отклониться к западу»43. Один за другим стремительно гибнут броненосцы «Император Александр III» (около 18 ч 50 мин) и «Бородино» (около 19 ч 30 мин); с гибелью последнего завершился дневной артиллерийский бой. Наступившая темнота и торпедные атаки японских миноносцев рассеяли эскадру, корабли которой по-прежнему, но уже небольшими группами либо в одиночку, пытались прорваться во Владивосток. Потеряв из виду не только броненосцы, но и корабли своего отряда «Владимир Мономах» и «Дмитрий Донской», а также пытавшуюся следовать за ними «Светлану», крейсеры «Олег», «Аврора» и присоединившийся к ним крейсер II ранга «Жемчуг» предприняли несколько попыток прорваться мимо миноносцев по направлению к Владивостоку, а затем, уклоняясь от торпедных атак44, по приказу О.А.Энквиста повернули к югу и к 4 ч крейсера уменьшили ход, выйдя из сферы боя.
После выхода из Корейского пролива О.А.Энквист, из-за недостатка угля и полученных крейсерами существенных для их боеспособности повреждений, не стал предпринимать попыток дойти до Владивостока, огибая Японию вдоль ее восточного побережья. «Олег», «Аврора» и «Жемчуг» на последних запасах топлива 21 мая достигли Филиппинских островов, где в порту Манила их до конца войны интернировали американские колониальные власти.
В ходе Цусимского сражения «Олег» и «Аврора» — бронепалубные, не предназначенные для эскадренного боя крейсеры — получили серьезные повреждения и понесли значительные людские потери. «Аврора» выпустила по противнику 303 152-мм, 1282 75-мм и 320 37-мм снарядов. В свою очередь, в «Аврору» непосредственно попал 21 снаряд, и еще много снарядов разорвалось в воде рядом. Прикрытое карапасной броневой палубой оборудование энергетической установки и рулевого устройства не пострадало, а весь объем разрушений пришелся на надводные конструкции. Снарядом большого калибра разворотило правый клюз, и якорь перестал отдаваться. В баковой надстройке по правому борту от попадания снаряда калибром 152 либо 203 мм образовалась пробоина площадью 1,2 м2. Затопило помещение носового торпедного аппарата и 2-ю угольную яму, из-за чего, для спрямления, пришлось во время боя пойти на затопление 8-й и 9-й ям противоположного левого борта. Носовая труба получила две пробоины, одна из которых имела площадь 3,7 м2, средняя труба из-за пробоины примерно такой же площади несколько наклонилась вперед. Все 75-мм орудия, кроме одного, получили повреждения, а пять из них вышли из строя окончательно. Пострадали или имели поломки все 152-мм орудия; наиболее серьезные повреждения получило одно из кормовых правого борта. Оказались поврежденными дальномерные циферблаты многих орудий.
Пробоины изрешетили надводный борт, осколки нанесли множественные повреждения шлюпкам, катерам, такелажу, вентиляторным раструбам, настилу верхней палубы и палубы бака.
На «Авроре» в Цусимском сражении погибли 15 человек, получили ранения 83 человека и из них девять от полученных ранений скончались. Все 98 — из числа людей, находившихся выше броневой палубы. Большая часть жертв приходится на комендоров, бесстрашно ведших огонь из не имевших серьезной броневой защиты 152-мм орудий либо из вовсе лишенных защиты 75-мм и 37-мм орудий. Командир крейсера капитан 1 ранга Е.Г. Егорьев погиб от осколка снаряда, влетевшего в смотровой просвет между бруствером и крышей боевой рубки. Смерть командира «Авроры» стала печальным, но классическим примером последствий предвоенного небрежения высшим руководством флота вопросами защиты личного состава кораблей. По прибытии в Манилу 40 человек передали на лечение в хирургическое отделение американского берегового госпиталя.
Крейсеры «Олег», «Аврора», «Жемчуг» находились в Маниле четыре месяца. Все это время силами экипажей и рабочих порта проводился ремонт кораблей: на «Авроре» ежедневно работало до 100 мастеровых, и 27 сентября 1905 года крейсер совершил пробный выход в море.
