С уменьшением дистанции боя повысилась эффективность русского огня, стали видны собственные попадания. Отсутствие на русских кораблях оптических прицелов, правда, не позволяло на дистанции до 40 кб вести прицельный огонь, но броненосец «Микаса», по свидетельству русских очевидцев в этот период боя получил ряд попаданий.
С началом открытия стрельбы на русской эскадре столкнулись с трудностями по исполнению приказа контр-адмирала В. К. Витгефта «Стрелять по головному». Как и в начале боя, эскадренной организации пристрелки не было, каждый броненосец пристреливался индивидуально.
Вскоре после первых русских выстрелов броненосец «Микаса» был закрьп всплесками от падений снарядов, и определить, какие падения свои, какие соседнего корабля, оказалось затруднительно. Старшие артиллерийские офицеры броненосцев «Ретвизан» и «Пересвет» перешли на ведение огня из 152-мм орудий залпами, определяя свои падения по секундомеру. На броненосце «Севастополь» за всплесками уже не видели японского флагмана, и пристрелку стали вести по броненосцу «Фудзи» (шел третьим в японской колонне), а потом переносить огонь на броненосец «Микаса», ведя стрельбу по дальномерной дистанции. После боя был сделан вывод о том, что точность дальномерных дистанций невысока, так как слишком мала база дальномеров (0,91 м). В бою это отрицательно сказалось на результативности огня.
В 1-й фазе боя броненосец «Пересвет» получил два попадания. Во 2-й фазе с 16.35, в течение последующих 10–15 мин, броненосец получил семь зафиксированных по времени попаданий, из них пять калибра 10–12" (всего тридцать семь попаданий за вторую фазу боя).
Несмотря на полученные серьезные повреждения броненосец «Пересвет» поддерживал эскадренный ход и вел активный огонь. Так, комендоры броненосца за весь бой выпустили 152-мм снарядов столько же, сколько «Цесаревич» и «Ретвизан» вместе взятые и почти в два раза больше, чем его передний мателот — «Победа».
Интересно отметить, что в этот период боя получил несколько попаданий и следующий за «Пересветом» броненосец «Севастополь». Видимо, для части японских кораблей броненосец «Пересвет» также закрывался всплесками, как для части русских был закрыт броненосец «Микаса», и они переносили огонь на броненосец «Севастополь». Таким образом, японская эскадра при концентрации огня испытывала схожие проблемы, что и русская.
К 17.00 дистанция между противниками падает до 23 кб, часть русских кораблей начинает вести огонь бронебойными снарядами из орудий ГК.
7.2. Время 17.00–18.10. Перенос огня на броненосец «Цесаревич»
17.05.Крупнокалиберный японский снаряд ударил в передний траверз кормовой боевой рубки броненосца «Пересвет», перелетным или рикошетным снарядом сбита на половину высоты грот-стеньга.
17.08. Сбита фор-стеньга броненосца «Пересвет». Значительные повреждения получили дымовые трубы — средняя и кормовая.
17.15. Русский 12" снаряд ударил с левого борта в правую 12" пушку кормовой башни броненосца «Микаса». Ствол оторван, левое орудие было восстановлено только в базе. Башня перестала действовать, и была развернута на правый (нестреляющий) борт. Ранены 17 человек, в том числе башенный командир — принц Фусими.
До 17.45 японский флагман получил еще восемь попаданий 152-мм снарядами.
Старший артиллерийский офицер броненосца «Пересвет» лейтенант В. Н. Черкасов перенес огонь с японского флагмана на броненосец «Асахи», так как визуально определил, что броненосец «Микаса» был сильно поврежден. Лейтенант В. Н. Черкасов писал: «На «Микасе» замечено было несколько пожаров, обе башни прекратили огонь и не поворачивались, а из 6-дм батарейных пушек стреляла только одна из среднего каземата».
17.20. Японский фугасный снаряд ударил в левую кромку амбразуры носовой башни ГК броненосца «Ретвизан».
17.25. На броненосце «Асахи» произошел разрыв (от перегрева самовозгорелся заряд) в обоих 12" орудиях кормовой башни.
17.37–17.40. 12" японский фугасный снаряд, выпущенный с дистанции менее 40 кб, ударил в фок-мачту между первым и вторым ярусами носового мостика броненосца «Цесаревич». Второй 12" фугасный снаряд шел на два метра ближе к корме и попал в телеграфную рубку.
Взрывами снарядов убиты контр-адмирал В. К. Витгефт (находился около фок-мачты), флагманский штурман лейтенант Н. Н. Азарьев, младший флаг-офицер мичман О. Н. Эллис и три матроса. Ранены начальник штаба контр-адмирал Н. А. Матусевич, старший флаг-офицер лейтенант М. А. Кедров, младший флаг-офицер мичман В. В. Кушинников и несколько матросов. Командир броненосца капитан I ранга Н. М. Иванов 2-й находился впереди боевой рубки, силой газов был сбит с ног и потерял сознание. Придя в себя через короткое время, капитан I ранга Н. М. Иванов 2-й о гибели командующего по эскадре не объявлял, продолжая вести корабль.
17.45. Расстояние между эскадрами упало до 21–22 кб.
12" японский фугасный снаряд, ударил в кормовую трубу броненосца «Цесаревич». После 17.45 еще один 12" фугасный снаряд ударил в носовую трубу, разорвался, сделав большую пробоину.