Не остались без дела и экипажи кораблей — из них формировали десантные роты, немедленно отправлявшиеся в качестве подкрепления на передовую. Они возвращались на корабли только для отдыха и пополнения состава, поскольку процент потерь среди моряков был довольно высоким.
Теперь крепость покидали в основном лишь миноносцы. Они использовались для поддержки наших войск и охраны тралящих караванов и кораблей, обстреливающих вражеские позиции, да на минные постановки. Активную поддержку нашим войскам оказывали и канонерские лодки. Выходы всех кораблей на внешний рейд стали очень опасными — подходы к крепости были буквально нашпигованы минами, которые японцы ставили практически каждую ночь. 5 августа на мине погибла канонерская лодка "Гремящий". 10 августа броненосец "Севастополь", как наименее поврежденный, вышел на обстрел японских батарей в бухту Тахэ. Его сопровождали 9 миноносцев. На корабле было лишь 300 человек — менее половины штатного экипажа. Подавив японскую батарею, с броненосца заметили приближающиеся японские корабли. "Севастополь" стал возвращаться в Порт-Артур и в 11.45 подорвался на мине. Корабль получил пробоину, но смог своим ходом вернуться в крепость. Это был последний выход крупного корабля эскадры в море. 11 августа на мине подорвался миноносец "Разящий", ему начал оказывать помощь миноносец "Выносливый", но также подорвался на мине и быстро затонул. "Разящий" был приведен в крепость на буксире миноносца "Расторопный".
Противник тоже понес потери от мин — 21 августа погиб японский истребитель "Хаядори", 3 сентября — канонерская лодка "Хайен", 8 сентября на мине подорвался крейсер "Ниитака".
Японцы не прекращали бомбардировки укреплений крепости и гаваней Порт-Артура из осадных мортир. Но пока не имели возможности корректировать свой огонь. При бомбардировках гаваней корабли постоянно получали повреждения, которые едва успевали чинить. 22 августа 1-я Тихоокеанская эскадра официально прекратила свое существование, а из оставшихся кораблей был сформирован отряд броненосцев и крейсеров. Каждый из них поддерживал определенный участок сухопутного фронта, для которого передавали оставшиеся орудия. Там же действовали десантные роты с кораблей.
К середине сентября на всех кораблях повреждения были исправлены. Но несмотря на приказ наместника собрать боеспособные корабли и еще раз попытаться прорваться во Владивосток, новый командующий эскадрой капитан I ранга Р. Н. Вирен, произведенный в контр-адмиралы, и сменивший П. П. Ухтомского продолжал держать корабли в крепости.
После неудачи первого штурма крепости японцы решили применить 23-тонные 280-мм осадные мортиры, стрелявшие 200-кг снарядами на 7 километров. Японцы их называли "малышками из Осаки". Мортиры устанавливались на бетонных основаниях за склонами гор, что делало их недосягаемыми для огня русских батарей и кораблей. Всего под Порт-Артуром было установлено 18 подобных орудий. 19 сентября состоялся первый обстрел крепости 280-мм мортирами. В первый же день в броненосец "Полтава" попало 11 снарядов, 9 снарядов попало в броненосец "Пересвет". Были попадания и в другие крупные корабли. Корабли пытались укрыться от обстрелов на внешнем рейде, но там их подстерегала другая опасность — мины и атаки японских кораблей. Обстрелы из мортир стали ежедневными, последний состоялся 19 декабря, накануне сдачи крепости. Один из участников обороны так описал обстрелы 280-мм мортир: "Страшно тяжелое впечатление производит картина методичного расстреливания японцами наших судов, неподвижно стоящих в Западном и Восточном бассейнах и покорно ожидающих своей смерти. Всякая надежда на выход в море и проявление нашей эскадрой какой-либо деятельности давно уже утрачена. Никто не верит в возможность этого, никто теперь об этом даже и не говорит. Все сознают, что роль флота закончена…" 7 сентября японцы захватили гору Длинная и получили возможность корректировки огня мортир. Попадания снарядов в корабли участились.
12 октября японцы потопили крейсер III ранга "Забияка" в Западном бассейне. 13 октября — пароход "Аргунь". 17 октября — транспорт "Ангара". В ходе обстрелов 19–20 октября были потоплены пароходы "Гирин", "Зея" и "Бурея".
Активно на море продолжалась лишь минная война, в которой обе воюющие стороны несли потери. 28 сентября на мине подорвался японский истребитель "Харусаме", а 13 октября — броненосец "Асахи", но его повреждения были незначительны, он ушел на базу к островам Эллиота, а потом на ремонт в Японию. 20 октября на мине подорвался истребитель "Оборо". 24 октября на камнях погибла канонерская лодка "Атаго".