Главные силы японского флота под флагом адмирала Того появились на видимости 11-12 миль, около 11 ч. 30 мин., следуя курсом WSW на пересечение курса русской эскадры. Головным шел “Микаса”, за ним броненосцы “Асахи”, “Фудзи”, “Cикиcима”, “Кассуга”, “Ниссин” и “Асама”. Появление вражеского флота на пути русских было вполне закономерно. Расчет адмирала Алексеева прорваться во Владивосток без боя, используя плохую погоду, был сделан без учета фактической обстановки на море. Сражение было неизбежно. В предстоящем бою Витгефт, мог рассчитывать на успех, имея явное преимущество в броненосцах, от огня которых главным образом и зависел успех боя. Русские имели превосходство в артиллерии главного калибра, японцы в свою очередь имели преимущество в скорости хода кораблей своих главных сил и артиллерии среднего калибра, а также могли выбирать дистанцию огня удерживать позицию.

По курсу русской эскадры на большом удалении держались японские миноносцы. Флоты неумолимо сближались. В 11 ч. 45 мин. японские корабли пересекли курс русской эскадры в 10 милях. В 12 ч. 7 мин. начальник штаба эскадры контр-адмирал Матусевич заметил справа по курсу на воде приспособление, с помощью которого японские миноносцы обычно сбрасывают мины, после чего всем наружным вахтам был отдан приказ об усилении бдительности. Через несколько минут одним из сигнальщиков была замечена плавающая мина. Вслед за этим командир броненосца “Цесаревич” капитан 1 ранга Иванов увидел по курсу два буйка замыкателей японских мин. Эскадра была немедленно оповещена об опасности и кильватерная колонна русского отряда довернув два румба вправо обошла опасное место. После пересечения курса русской эскадры 1-й боевой отряд некоторое время двигался прежним курсом. Затем поворотом “все вдруг” японцы перестроились в строй фронта, следуя на юго-восток. Некоторое время японцы лежали на параллельном курсе с русскими, после чего вновь поворотом “все вдруг” вновь перестроились в кильватерную колонну. Притом головным теперь следовал “Асама”. Адмирал Того явно желал, чтобы Витгефт, как и 10 июня, не принял боя, а повернул обратно в Порт-Артур под огонь осадной артиллерии генерала Ноги. Но русский флагман на этот раз продолжал идти неумолимо вперед.

В 12 ч. 20 мин. с расстояния 6 миль японский крейсер “Ниссин” открыл огонь, вслед за ним открыли огонь главным калибром и другие японские корабли. Через несколько минут ответили и русские броненосцы. В 12 ч. 30 мин. японские корабли вновь последовательно повернули два раза “все вдруг” и следуя контрокурсом вновь открыли огонь по русским кораблям. Первые же выстрелы стали ложиться накрытиями. Эскадры начали расходиться контркурсами, ведя друг по другу интенсивный огонь. Дистанция стремительно сокращалась.

Японцы вскоре открыли огонь из 6” орудий. Вслед за ними русские также открыли огонь средним калибром. Последовали первые попадания. Больше всех пострадали русские флагманы. Фугасные снаряды рвались не только от удара о корабельные конструкции, но и взрывались от ударов о воду. Периодически вокруг русских кораблей вырастал чудовищный лес разрывов. Осколки, брызги воды, дым мешали наводчикам. В завязавшейся перестрелке Витгефт, уклоняясь от охвата 1-м японским боевым отрядом головы своей кильватерной колонны и рассчитывая проскочить у него под кормой, изменил курс вправо, на 4 румба. В результате поворота противники оказались на контркурсах, при этом условия стрельбы для русских кораблей явно ухудшились, японские главные силы усматривались под острым курсовым углом и против солнца. Командующий искал возможности прорваться во Владивосток и этому подчинял свои действия.

Тем не менее, и в “Микасу” с небольшим интервалом попало два 12” снаряда. А больше всего, несмотря на то, что в корабль фактически попало всего 3 снаряда, пострадала “Асама”. Так русские добились первого успеха в бою в течении нескольких минут боя. Японский крейсер сильно задымил, окутался клубами пара и начал отставать. В это время под шквальный огонь попали и русские крейсера, следовавшие за броненосцами в едином строю кильватерной колонны. Море кипело от разрывов. С небольшим интервалом, в несколько минут, в крейсер “Аскольд” попало два крупнокалиберных снаряда. Была снесена носовая дымовая труба, и возник пожар в корме. На стенгах “Аскольда” взметнулись флаги “Б” и “Л” (Большой ход, повернуть влево). Вскоре крейсера прибавив оборотов, повернули на два румба влево, ведя ответный огонь, и вышли из под огня японских главных сил. Вскоре крейсера легли на параллельный курс с броненосцами и начали их догонять. Тем временем приблизился новый противник, и русские крейсера открыли огонь левым бортом по крейсерам контр-адмирала Того обрезавшим корму русской эскадры. В это же время по русским крейсерам открыли огонь корабли 5-го боевого отряда. Но так как дистанция была велика, снаряды ложились недолетами. Вследствии чего русские даже не обратили на эту стрельбу внимания. После короткой перестрелки крейсера стали расходиться, дистанция стремительно увеличиваться. В течении короткого боя, незначительно пострадал только крейсер “Аврора” в который попал 6” снаряд. Впрочем, японские крейсера также пострадали незначительно. Тем временем русские броненосцы и 1-й боевой отряд японского флота обмениваясь залпами, стали расходиться на контркурсах и вскоре огонь с обоих сторон прекратился в виду увеличения дистанции до 8-9 миль. Адмирал Того после расхождения на контркурсах начал поворачивать, но с выполнением маневра явно запоздал. Русская эскадра в это время вырвалась вперед, оставив главные силы противника позади, повернула на 2 румба влево, увеличила ход до 13-14 узлов, идя на SO. Японцы, тем временем описав циркуляцию, повернули на курс параллельный русской эскадры, значительно, тем не менее, от нее отставая. “Якумо” после сигнала с “Микасы” начал догонять 1-й боевой отряд. Эта “погоня” завершилась только к 14 ч. 20 мин., когда “Якумо” пристроился концевым 1-го боевого отряда.

По мнению старшего офицера “Полтавы” капитана 2 ранга Лутонина, к 13 ч. 30 мин. “Микаса” находился не менее чем в 11 милях по корме. Русские броненосцы, из труб которых валил густой дым, шли на юго-восток. Перестрелка между главными силами прекратилась. Крейсера Рейценштейна следовали параллельным курсом броненосцам в 2-х милях от них, чтобы избежать случайных перелетов. Миноносцы, ранее прорезавшие курс колонны броненосцев, уклоняясь от японской стрельбы, держались вблиз крейсеров. Тем временем, шедшие полным ходом крейсера Дэвы медленно нагоняли русских, будучи с левого борта и вскоре открыли огонь из 8” орудий с 45 кабельтов по крейсерам Рейценштейна. Перестрелка оказалась короткой, не более 15-20 минут. Поначалу, японским артиллеристам улыбнулась удача, и они добились попадания в “Диану”. Но после попадания в крейсер “Касаги”, под флагом Дэвы, японцы увеличили дистанцию и вскоре русские, а затем и японцы прекратили огонь. Через полчаса, в 15 часов Дэва выйдя на левый траверз русских, и приблизившись на дистанцию 40-45 кабельтов, вновь решил попробовать русских на крепость и обстрелял русские крейсера. И вновь перестрелка оказалась короткой. 8” снаряд попал в “Палладу”, вызвав пожар на батарейной палубе. В свою очередь русский 6” фугасный снаряд поразил “Такасаго”. После очередной перестрелки крейсера Дэвы вновь удалились на дистанцию превышавшую 6 миль. На этом закончилась первая фаза боя.

Таким образом, в первой фазе боя, Того пытался охватить голову русской эскадры. Витгефт контрманеврированием предотвратил попытку нажима на голову русской колонны. Ему удалось сорвать расчеты противника и оставить его далеко позади. Русский командующий со всеми своими кораблями прорвался в море. Он мог окончательно оторваться от неприятеля, если бы его эскадра имела хотя бы равный ход по сравнению с противником, но ход был ощутимо меньше.

Того, исправляя свои ошибки, снова медленно нагонял русскую эскадру. После первой фазы боя диспозиция противоборствующих флотов была следующей: русские в двух кильватерных колоннах уходили по направлению к Корейскому проливу; главные силы Того - его 1-й боевой отряд догонял русскую эскадру, находясь сзади и справа от нее; к 1-му отряду за это время для его усиления присоединился броненосный крейсер “Якумо” из 3-го боевого отряда, корабли которого держались на левом траверзе русских, на почтительном удалении. 5-й боевой отряд, шел севернее, значительно отстав. 6-й отряд следовал за 1-м боевым отрядом.