На рассвете 2 декабря видимость улучшилась до 5-6 миль. В 10 ч. 20 мин. батарея N15 обстреляла с предельной дистанции корабли Катаоки вынырнувшие из тумана. Спустя 10 минут Катаока скрылся в пелене тумана. С утра стоявшие под парами русские корабли двинулись на прорыв в 14 часов. Первыми с тралами следовали портовые барказы с тралами. За ними шли истребители с тралами. Затем следовал “Король Артур”, за ним параход “Богатырь”, потом крейсера “Рион”, “Лена”, “Ангара”. Замыкал колонну “Севастополь”. В 14 ч. 45 мин. “Богатырь” подорвался на мине затонул спустя 10 минут. В 15 ч. 15 мин. из-за аварии машины “Статный” запросил разрешения на возвращение. В 16 часов Вирен отпустил тральный караван и отдал команду крейсерам увеличить ход до полного. В 17 ч. 15 мин. крейсера Вирена, шедшие полным ходом скрылись за горизонтом. “Король Артур” повернул в Чифу. Ход русского отряда составил 12 узлов. В 17 ч. 40 мин. справа по корме на дистанции 5 миль обнаружены корабли Катаоки, “Асама”, “Якумо”, “Идзуми”, “Акицусима”. В 17 ч. 44 мин. на “Севастополе” подняты боевые стеньговые флаги. “Якумо” начал пристрелку по “Севастополю”. “Севастополь” ответил в 17 ч. 45 мин. Эссен дал команду бить по головному. В 17 ч. 50 мин. японцы легли на параллельный курс, удерживая дистанцию 25 кабельтов и ведя интенсивный артиллерийский огонь. Русские вскоре пристрелялись по “Асаме” и перешли на беглый огонь. Японцы первыми добились попадания в 17 ч. 55 мин., после взрыва на фор-марсе, вниз посыпались обломки. Спустя две минуты после этого на кормовом мостике над “Асамой” поднялся столб черного дыма. Эссен отдал команду “вперед полный”, курс прежний. Спустя 20 минут, когда корабль начал получать попадание за попаданием, Эссен отдал команду, право на борт. Броненосец начал описывать циркуляцию. Дистанция начала сокращатся. Корабль шел на сближение и вел беглый огонь на встречном курсе - в 18 ч. 20 мин. добился попадания 12” снарядом в “Асаму”. Расходясь на контракурсах и продолжая сближение “Севастополь” продолжал вести беглый огонь. Стреляли изо всех, в том числе противоминных орудий. В 18 ч. 30 мин. комендоры кормовой башни “Севастополя” добились попадания броненебойным 12” снарядом в кормовую часть “Якумо”. В этот момент, истребители находившиеся в этот момент в 5 милях от японской колонны увеличив ход до полного повернули на сближение. Разминувшись с “Идзуми” на дистанции 10 кабельтовых Эссен отдал команду лево на борт. В 18 ч. 35 мин. на “Идзуми” появилось пламя над кормовой частью, вызванное несколькими попаданиями. Истребители сблизились до дистанции 10 кабельтов и встреченные интенсивным огнем отвернули на обратный курс. Тем временем “Севастополь” оказавшись с кормы японского отряда, обстреливал шедший концевым “Идзуми”. Поставленный в положение убегающего Катаокаа повернул вправо, чтобы получить возможность вести огонь с правого борта и увеличил ход до 17 узлов и описав циркуляцию, Катаока лег на обратный курс, расходясь с “Севастополем” левым бортом. В этот момент налетел снежный заряд и Катаока скрылся в серой мгле. Наступила пауза, “Севастополь” ощутимо зарывался носом в воду и имел крен 5 градусов на левый борт. В кормовой части на жилой палубе горел пожар. Имелись многочисленные разрушения. Корабль получил 33 попадания за час боя. Методом контрзатопления корабль удалось спрямить в течении получаса, хотя осадка увеличилась. Ход составлял 10 узлов. За время боя броненосец израсходовал 55 12” снарядов, 446 стальных 6” фугасных снарядов, 81 фугасный 120 мм снаряд, 490 бронебойных 75 мм снарядов. В бою погибло 29 человек, 37 получили ранения.