Благополучно миновав сидящий на мели в проходе подорванный «Ретвизан», который загородил собою половину прохода, «Цесаревич» приткнулся затопленной кормой на мель. Корма броненосца погрузилась до батарейной палубы, и вторая половина прохода оказалась блокированной. Несмотря на все усилия, буксиры не могли стащить гигантский броненосец с мели. Немедленно была начата разгрузка кормы «Цесаревича» — были разгружены кормовые снарядные погреба и угольные ямы. Утро 27 января осветило мрачную картину подорванных кораблей, блокированной гавани и нараставшую неразбериху в сочетании с начинающейся паникой из-за подхода японского флота к Порт-Артуру.
В бою 27 января, когда к Порт-Артуру подошли главные силы адмирала Того, сидящий на мели в проходе «Цесаревич» был снят с мели с помощью буксиров и собственных машин. Волоча корму по грунту, броненосец перешел на внутренний рейд и стал там на бочку. При осмотре корабля выяснилось, что на броненосце затоплены: рулевое отделение, машинный и провизионный склады, арсенал, боевой лазарет, минные и электропомещения, помещения водолазов и гальванеров, цейхгауз и один кормовой отсек левого борта. Корма «Цесаревича» погрузилась на восемь футов выше ватерлинии.
Водолазы выяснили, что удар торпеды пришелся между 31-37-м шпангоутами у начала дейдвудной трубы, причем, центр взрыва находился в девяти дюймах ниже ватерлинии против помещения корабельного арсенала. Силой взрыва борт броненосца был прогнут на три-четыре фута внутрь, образовав большую чашкообразную впадину с пробоиной площадью в двести кв. футов. Наибольшая длина пробоины двадцать футов, высота — семнадцать футов. Листы обшивки оказались загнутыми далеко внутрь корабля и приподнятыми кверху. Переломаны, скручены и смяты восемь шпангоутов, двухслойная броневая палуба выгнута вверх на два-три фута, бимсы смяты, оторваны и расплющены. Поперечная переборка из помещения арсенала в рулевое была повреждена у борта, водонепроницаемая дверь сорвана с задраек, однако, продольная двухслойная переборка, отстоящая на двенадцать футов от борта, выстояла и не получила никаких повреждений. Борт «Цесаревича» оказался помятым на длину тридцать шесть футов, ширину — двадцать четыре фута, с общей площадью вмятины пятьсот кв. футов. Кроме того, оказалась вдавленной внутрь 10" броневая плита нижнего пояса, рубашка за которой была местами прорвана и растрескалась. Во время взрыва в затопленном рулевом отделении утонул машинист Афиноген Жуков, оказавшийся единственной жертвой на «Цесаревиче» в первую ночь войны.
Все очевидцы торпедирования «Цесаревича» сходятся на том, что когда подорванный броненосец шел в гавань с огромным креном па левый борт, у всех было такое впечатление, что корабль вот-вот перевернется. По-видимому, так оно и должно было случиться, если бы нерешительные, героические действия трюмного инженер-механика Федорова, быстро принявшего меры для затопления водой бортовых коридоров правого борта. Федоров приказал сразу затопить девять коридоров, хотя одновременно можно было затопить только три коридора. Затем Федоров спустился в трюм кормового подбашенного отделения, куда, по донесению трюмного старшины Петрухова, по перепускной 9" трубе быстро прибывала вода из затопленного рулевого помещения. Увидев, что поврежден клинкет трубы, Федоров вместе с Петруховым вылез из подбашенного отделения и, захватив первые попавшиеся под руку вещи — подушку, одеяло, какую-то доску и вымбовку, полез обратно в подбашенное отделение затыкать трубу. С большим трудом бьющую из трубы струю воды удалось уменьшить — труба была заткнута подушкой, упертой вымбовкой. Едва Федоров и Петрухов успели это сделать, как погасло электрическое освещение и возвращаться пришлось в абсолютной темноте, ползком, по скользкому наклонному днищу в ледяной воде, ориентируясь по доносящимся из люка голосам.
Выбравшись наверх, Федоров приказал осушить этот отсек помпой, после чего он был вызван к командиру корабля. Выбираясь на верхнюю палубу, Федоров заметил оборванную цепь от крана затопления средних 6" погребов: оказалось, что затопление открыто по приказу старшего офицера. Федоров немедленно закрыл клинкет и приказал осушить затопленный почти наполовину снарядный погреб. Доложив командиру обстановку, Федоров кинулся в румпельное отделение, горловина которого находилась в кают-компании. Двери в кают-компанию были задраены, так как помещение было затоплено. Определив по стуку, что по правому борту воды в кают-компании нет, Федоров отдраил правую дверь и обнаружил, что по левому борту, где находился люк в румпельное помещение, вода в кают-компании стояла выше иллюминаторов.