Японский стационер крейсер «Чиода», получив 23 января (5 февраля) по телеграфу извещение о разрыве дипломатических отношений с Россией, переменил якорное место, став поближе к выходу с рейда, а в ночь на 26 января (8 февраля) скрытно вышел в море. Он встретился с подходившим к Чемульпо отрядом контр-адмирала Уриу и подробно доложил ему обстановку. Убедившись, что два русских корабля не смогут помешать ему произвести высадку войск, Уриу распорядился немедленно начать ее.
Не имея связи с Порт-Артуром и получив секретные пакеты от русского посланника в Сеуле, командир крейсера «Варяг» капитан 1-го ранга В.Ф. Руднев решил направить канонерскую лодку «Кореец» с почтой в Порт-Артур. 26 января (8 февраля) в 15 часов 40 минут «Кореец» снялся с якоря и двинулся через шхеры к морю. Через 15 минут на русском корабле заметили приближающуюся японскую эскадру. Она преградила путь «Корейцу». Командир канонерской лодки капитан 2-го ранга Г.П. Беляев вынужден был повернуть обратно. Японские миноносцы пытались атаковать русский корабль минами, но все они прошли за кормой. Атака обнаружила неподготовленность японских миноносцев к выполнению торпедных атак даже в благоприятных условиях. Подвергшаяся нападению канонерская лодка открыла артиллерийский огонь по противнику.
Вернувшись на рейд, командир «Корейца» доложил Рудневу о начале боевых действий. Около 17 часов на рейд вошли четыре японских миноносца и стали на якорь близ русских кораблей. Всю ночь на «Варяге» и «Корейце» ожидали нападения неприятеля. Пока русские корабли находились в блокаде, японцы успешно провели высадку своих войск. Утром 27 января (9 февраля) Уриу потребовал от командиров русских кораблей до полудня покинуть рейд, иначе в 16 часов он угрожал атаковать их на рейде, где в то время находились английский, французский и итальянский крейсера, американская канонерская лодка и корейский военный пароход. Силы для боя были неравными. Один крейсер «Асама» по мощи огня превосходил «Варяг» и «Кореец», вместе взятые.
Капитан 1-го ранга Руднев собрал на крейсере офицеров, чтобы обсудить создавшееся положение и принять решение. Было высказано единое мнение — прорываться. В случае если прорыв не удастся, команды свезти на берег, а корабли взорвать.
Перед боем командир крейсера построил личный состав и, объявив о начале войны, сказал: «Мы идем на прорыв и вступим в бой с эскадрой, как бы она сильна ни была… будем сражаться до последней возможности и до последней капли крови». С твердой решимостью выполнить приказ моряки готовились к выходу в море.
За полчаса до указанного японцами срока русские корабли снялись с якоря. За островом Иодольми они увидели японскую эскадру в составе 6 крейсеров и 8 миноносцев. Узкий фарватер не позволял обойти противника. Оставался один выход — прорываться с боем. Японцы потребовали сдать корабли. Крейсер «Асама» в 11 часов 45 минут открыл огонь. Ему ответили орудия «Варяга» и «Корейца».
Меткими залпами комендоры «Варяга» сбили мачту на флагманском крейсере противника, разрушили мостик, повредили кормовую башню. Большие повреждения были нанесены двум крейсерам. В ходе боя от полученных повреждений затонул японский миноносец. За час сражения «Варяг» выпустил 1105 снарядов.
Русские корабли маневрировали, стремясь избежать попаданий, и все же несколько снарядов попали в крейсер, поразив шрапнелью многих моряков на верхней палубе. В разгар боя стали передавать весть, что убит Руднев. В действительности он был ранен в голову. Чтобы поднять дух личного состава, командир в окровавленном мундире, без фуражки поднялся на мостик. Обращаясь к морякам, он крикнул: «Братцы, я жив! Целься вернее!»
Несмотря на начавшийся на крейсере пожар, матросы продолжали четко выполнять свои обязанности. Во время боя на крейсере погиб 31 человек. Более 190 моряков, в том числе и капитан 1-го ранга Руднев, получили ранения. Около 100 раненых не уходили с боевых постов и сообщили о ранении лишь после окончания боя.
Убедившись, что с такими серьезными повреждениями крейсер не может вести бой, что устранить их своими силами нет никакой возможности, офицеры единодушно решили личный состав свезти на берег, а корабль взорвать. По просьбе командира английского крейсера, опасавшегося, что взрыв «Варяга» сможет повредить иностранные корабли на рейде, Руднев согласился затопить крейсер. Командир и старший боцман в последний раз обошли корабль. На «Варяге» были открыты кингстоны. В 18 часов 10 минут не спустивший флага в неравном бою русский крейсер погрузился в воду. Два взрыва почти одновременно прозвучали на канонерской лодке «Кореец». Переломившись, она тоже скрылась в волнах. Чтобы пароход «Сунгари» не стал добычей противника, команда подожгла его, а затем затопила.