В 19.40 русская эскадра, опасаясь торпедных атак, изменила курс и отклонилась влево, но через полчаса вернулась на прежний курс. Быстро наступившая темнота помогла уйти из зоны действия миноносцев противника. Остатки эскадры сохраняли довольно высокую скорость хода в 11 узлов. Корабли не пользовались прожекторами и выключили все отличительные огни, кроме кильватерных, позволявших держать место в строю. Головным шел "Николай I", за ним следовали "Орел", "Апраксин", "Сенявин", "Ушаков", "Наварин", "Сисой Великий". Справа от отряда находился крейсер "Изумруд". Остальные корабли из-за темноты, или повреждений отстали. Некоторые шли группами, другие прорывались во Владивосток в одиночку.
Броненосец "Наварин" получил в дневном бою несколько попаданий 305-мм снарядами. Один из них попал в носовую часть. Внутрь начала поступать вода, и корабль стал постепенно садиться носом и терять скорость. После наступления темноты броненосец отстал от эскадры. В 22.00 его с трех сторон атаковали японские миноносцы. Вражеская торпеда попала в корму, скорость снизилась до 4 узлов. В 02.00 "Наварин" вновь был атакован миноносцами. После попадания двух торпед броненосец перевернулся и затонул. Из экипажа "Наварина" спаслось всего трое - матросы Иван Седов, Степан Кузмин и Порфирий Деркач.
Крейсер "Адмирал Нахимов", в дневном бою получил несколько попаданий снарядов. Получив в 19.30 попадание торпеды, корабль постепенно снижал скорость. Эскадра ушла уже далеко, а на крейсере продолжали бороться с поступлением воды. Его вновь атаковали миноносцы, но новых попаданий удалось избежать. С поступлением воды справиться так и не удалось, поэтому крейсер направился к острову Цусима. Утром к нему подошли японские вспомогательный крейсер "Садо Мару" и истребитель "Сирануи". Уже тонущий русский крейсер огня не открывал. Японцы начали спасение его экипажа.
Броненосец "Сисой Великий", также пострадавший в дневном бою, стал отставать от эскадры. Вода постепенно затапливала корабль, его скорость уменьшалась. В темноте он потерял эскадру и подвергся атакам миноносцев. В 23.10 броненосец получил торпедное попадание в корму. Под пробоину завели пластырь, но вода продолжала прибывать. Чтобы спасти корабль, командир броненосца повел его задним ходом к острову Цусима. В 7.20 к броненосцу подошли три японских вспомогательных крейсера и миноносец. К этому времени уже шла эвакуация людей с корабля. Командир приказал поднять сигнал: "Тону и прошу помощи", а потом сигнал о сдаче. В 8.15 на "Сисое" был поднят японский флаг, но корабль тонул и флаг пришлось спустить. Японские моряки покинули корабль, и в 10.05 он затонул в трех милях от мыса Кирасаки.
Крейсер "Владимир Мономах", пострадал в дневном бою, но наибольшие повреждения ему нанесла торпеда, попавшая в 21.00 в правый борт корабля. На крейсере приняли вражеский миноносец за свой, и подпустили его. Вода залила угольные ямы и кочегарки. Крейсер сбавил ход и начал заделывать пробоину. С ним находились миноносцы "Громкий" и "Бравый". Вида бедственное положение крейсера, командир "Бравого", на борту которого находились 183 моряка с "Осляби", решил прорываться самостоятельно, держась севернее японских кораблей. На миноносце сожгли весь уголь, но навстречу ему вышел транспорт "Алеут" и 16 мая миноносец прибыл во Владивосток. "Громкий" остался с крейсером, который в S.30 подошел к острову Цусима, где уже находился "Сисой Великий". Тонущий "Владимир Мономах" не оказал сопротивления подошедшим японским кораблям. Командир "Громкого" решил прорываться. За ним погнались три истребителя противника. После двух часов погони японцы начали отставать, но на пути русского корабля встал миноносец № 63. Русские решили выйти в торпедную атаку, и попали под обстрел. В результате из строя было выведено несколько котлов, и скорость упала. Японские истребители нагнали "Громкий" и начался расстрел русского миноносца. Видя, что близится гибель корабля, командир отдал приказ о его затоплении. В ходе боя сильно пострадал истребитель "Сирануи".
Утром 15 мая решилась судьба кораблей отряда Небогатова. В 05.00 их заметили японские корабли. Около 10 часов "Николай I", "Орел", "Апраксин", "Сенявин" и "Изумруд" оказались в полукольце из пяти японских боевых отрядов. В 10.15 с крейсера "Кассуга" был открыт огонь, но русские корабли не стали на него отвечать. Небогатов, неожиданно для своих подчиненных, решил прекратить сопротивление. На русском флагмане появился сигнал о сдаче. На броненосцах японцам сдалось 2396 человек. Только командир крейсера "Изумруд" решил воспользоваться преимуществом в скорости и прорвался через строй японских кораблей. Крейсер легко ушел от погони, но 17 мая на подходе к Владивостоку, сел на камни у мыса Орехова. Командир корабля опасаясь появления японцев приказал взорвать корабль.
Крейсер "Дмитрий Донской" сопровождали миноносцы "Бедовый" и "Грозный". В 7.00 к ним присоединился миноносец "Буйный", имеющий повреждение в котлах и машинах, ход 7 узлов и угля на 12 часов хода. На его борту находился раненый адмирал Рожественский, его штаб, и моряки, спасенные с "Осляби" и "Суворова". Адмирала и штаб перевели на "Бедовый", спасенных принял "Дмитрий Донской", а "Буйный" решили уничтожить. Крейсер потопил его своим огнем. "Бедовый" и "Грозный" предприняли прорыв во Владивосток, но у острова Дажелет их встретили японские истребители "Сазанами" и "Кагеро". В сложившейся ситуации командир "Бедового" в 16.30 поднял флаг Красного Креста и сдался "Сазанами" вместе с адмиралом Рожествен-ским и штабом. 17 мая его привели в Сасебо. "Грозный" принял бой, который продолжался два часа, после чего "Кагеро" прекратил погоню. На "Грозном" вскоре закончился уголь, в топки полетели все деревянные вещи. 16 мая в 19.00 миноносец подошел к острову Аскольд, где был встречен русскими кораблями.
Крейсер "Светлана", сильно пострадавший в дневном бою, утром был настигнут крейсерами "Отава" и "Нийтака". С 8.30 до 11.00 продолжался неравный бой. Русский крейсер истратил весь свой боезапас и стал тонуть, а вражеские корабли продолжали его расстреливать. Японцы не стали спасать экипаж, а погнались за миноносцем "Быстрый", который сопровождал "Светлану". Лишь через два часа подошел вспомогательный крейсер "Америка Мару" и начал спасать экипаж "Светланы". За "Быстрым" уже гнался истребитель "Муракумо". Видя, что от погони не уйти, а на миноносце заканчивается уголь, командир корабля решил выброситься на корейский берег у Чикупень-вана. Экипаж сошел на берег, а миноносец взорвали.
Героически погиб в бою с японскими кораблями миноносец "Безупречный". Корабль прорывался во Владивосток, но его догнали крейсер "Читосе" и истребитель "Ариане". Погоня и бой продолжались больше часа, после чего русский миноносец стал тонуть от полученных повреждений. Японские корабли развернулись и ушли. Из экипажа "Безупречного" никто не спасся.
Броненосец береговой обороны "Адмирал Ушаков" в дневном бою получил тяжелые повреждения и вскоре отстал от эскадры. На следующий день в 16.30 его заметили крейсера "Ивате" и "Якумо". Они предложили русским сдаться, но броненосец открыл огонь. Его снаряды не долетали до японских кораблей, а те продолжали его безнаказанно расстреливать. В 18.10 "Адмирал Ушаков" лег на правый борт и затонул.
Крейсер "Дмитрий Донской", расставшись с миноносцами, продолжил попытку прорыва во Владивосток. 15 мая в 18.00 его встретил броненосец "Чин-Иен" и крейсера "Хасида-те", "Ицукусима", "Мацусима", "Отава" и "Нийтака". Начался неравный бой, который продолжался до наступления темноты. Последовавшие атаки японских миноносцев, были успешно отражены. Поврежденный русский корабль ночью подошел к острову Дажелет и начал свозить на берег команду. Утром 16 мая в 6.45 на "Дмитрие Донском" были открыты кингстоны и крейсер затонул. Миноносец "Бодрый" пытался следовать за "Авророй", но в темноте отстал от крейсера. Утром он встретился с миноносцем "Блестящий", получившим в дневном бою сильные повреждения. Было принято решение "Блестящий" затопить, а его команду и спасенных с "Осляби" перевезти на "Бодрый". К 9.00 эвакуация людей была завершена, и оставшийся миноносец решил прорываться в Шанхай, но попал в жестокий шторм. На миноносце закончился уголь, но экипаж сделал самодельные паруса, и два дня корабль передвигался подобным образом. Потом его встретил английский пароход "Куэйлинг" и на буксире привел в Шанхай, где миноносец интернировали.
Крейсера "Олег", "Аврора" и "Жемчуг", несмотря на полученные в дневном бою повреждения, сумели сохранить высокую скорость в 18 узлов и покинули район атак японских истребителей. Вскоре скорость крейсеров снизилась до 10 узлов. Отряд решили идти в Шанхай, заправиться углем и прорываться во Владивосток. Но позже было принято решение идти в Манилу (Филиппинские острова), куда корабли прибыли 21 мая. Из транспортов оставшихся при эскадре до Шанхая добрался лишь пароход "Корея" и буксир "Свирь". "Иртышь" 16 мая был затоплен экипажем у берегов Кореи. "Анадырь" совершил переход до Мадагаскара, куда прибыл 14 июня, а оттуда вернулся в Россию. До Владивостока дошли лишь крейсер "Алмаз", миноносцы "Грозный" и "Бравый".
Японцы в ходе ночных торпедных атак потеряли от огня русских кораблей миноносцы № 34 и 35, миноносец № 69 погиб от столкновения с истребителем "Акацуки" (бывший миноносец "Решительный"). 4 истребителя и 3 миноносца были повреждены. По официальным данным японские потери в Цусимском сражении, т.е. в ходе дневных боев и ночных торпедных атак составляют 116 убитых и 538 раненых. Русские потери - 5045 человек.
