Эта беспрецедентная полемика между флотом и главнокомандующим на театре военных действий не имеет аналога в военно-морской истории человечества. В военное время флот упорно отказывался воевать на море, доказывая свою необходимость для сухопутной обороны крепости. Выкинутый в море целой серией резких приказов, потребовавших вмешательства самого царя, флот шел на прорыв в таком боевом настроении, что неудивительно, что ни один из русских кораблей так и не дошел до Владивостока, частично разбежавшись по нейтральным портам, а большей частью, вернувшись в Порт-Артур с тем, чтобы в итоге угодить в руки противника. Пока командование эскадрой отбивалось от приказов главкома, японцы, продолжая наступать, сбили русские войска с Зеленых и Волчьих гор и вышли на расстояние обстрела Порт-Артура из полевых орудий. 25 июля в 10.30 японская артиллерия, установленная на западных высотах Волчьих гор, начала обстрел внутренней гавани Порт-Артура из 120-мм орудий.
В 10.50 по сигналу с «Цесаревича» русские корабли открыли ответный огонь. Артиллерийская дуэль продолжалась весь день. В ходе её, в 16.15, в броненосец «Цесаревич» почти одновременно попали два снаряда. Один ударил в броневой пас и взорвался, не пробив его. Второй снаряд попал в адмиральскую рубку, где находились контр-адмиралы Витгефт и Григорович. Разрывом этого снаряда был смертельно ранен телефонист (в рубке находилась телефонная станция связи с берегом). Осколками в плечо были ранены адмирал Витгефт и его старший флаг-офицер, лейтенант Кедров, а также легко контужены два матроса. Телефонная станция оказалась разбитой. Между тем, флот продолжал готовиться к выходу в море, что в достаточной мере стимулировала бомбардировка кораблей с сухопутного фронта осадными батареями противника. 26 июля на «Цесаревича» были вызваны флагманы эскадры и командиры кораблей на совещание с главнокомандующим. На этот раз разговор шел только о прорыве. Было решено выходить в море 28 июля с утренней полной водой.
28 июля с 05.00 эскадра стала вытягиваться на внешний рейд. В 06.00 «Цесаревич», неся флаг командующего, первым из броненосцев вышел на внешний рейд, эскортируемый миноносцами «Скорый» и «Статный». Выход эскадры, как всегда, шел мучительно медленно. В 06.30 на «Цесаревиче» был поднят сигнал: «Адмирал требует скорого выполнения выхода». Однако, это мало помогло. Эскадра выходила на внешний рейд в течение 3,5 часов. Несколько японских кораблей, дымя на горизонте, с рассвета наблюдали за действиями Русского Флота. В 08.15, после выхода на рейд броненосца «Полтава», на мачтах «Цесаревича» взвился сигнал: «Сняться с якоря и занять свои места в строю».
В 08.45 эскадра снялась с якоря, построилась и двинулась вслед за тралящим караваном в открытое море. В этот же момент на «Цесаревиче», который возглавлял колонну броненосцев, поднялся сигнал: «Приготовиться к бою», а в 09.00: «Флот извещается, что Государь-Император повелел идти во Владивосток». В 09.30 «Цесаревич» лег на курс S020°, а через час сигналом отпустил в Артур тралящий караван и канонерские лодки. Ведя эскадру, «Цесаревич» лег на курс S055° и увеличил ход до восьми узлов.
В 10.35 на «Цесаревиче» сломался рулевой привод, и броненосец, подняв сигнал: «Не могу управляться», круто вышел из строя. Эскадра уменьшила ход. Через несколько минут, исправив повреждение, «Цесаревич» снова занял место во главе эскадры. В десять часов «Цесаревич» приказал всей эскадре постепенно увеличить ход, начиная с десяти узлов, чтобы выяснить надежность заделки пробоины на «Ретвизане». Сам «Цесаревич» шел очень неровно, несколько раз то уменьшая, то увеличивая ход, в результате чего следовавшим за ним кораблям было очень трудно держаться в строю.
Нашедший незадолго до этого легкий туман начал рассеиваться, открыв в юго-восточной четверти горизонта японские корабли. Параллельно курсу нашей эскадры шел 3-й боевой отряд противника в составе броненосного крейсера «Якумо» и легких крейсеров «Касаги», «Читозе» и «Такасаго». Сзади и слева от эскадры шли корабли 5-го японского отряда. Около тридцати японских миноносцев охватывали русскую эскадру со всех сторон, выходя на ее курс. Строй русской эскадры сильно растянулся, и в 11.00 «Цесаревич» поднял сигнал: «Соблюдать расстояние». в 11.30 с востока появились главные силы японского флота, ведомые броненосцем «Миказа» под флагом адмирала Того. На мачтах «Цесаревича» запестрели флаги сигнала: «Новику занять место по диспозиции». Шедший в сторожевом охранении крейсер «Новик» вступил в кильватер крейсеру «Аскольд», оставив головным «Цесаревича». В 11.50 «Цесаревич» снова поднял сигнал: «Не могу управляться» и вышел из строя ремонтировать новую поломку в рулевом управлении. Через несколько минут флагманский броненосец исправил повреждение и снова занял свое место во главе эскадры, подняв сигнал: «Иметь тринадцать узлов хода».