日俄戰爭初期，沙皇政府決定從波羅的海艦隊(後來加上黑海艦隊)抽調艦船，編組“太平洋第2分艦隊”，開往遠東增援。這支混合艦隊擁有各型主要戰艦38艘，輔助艦船約20艘，下編兩個大隊(後來又增加1個大隊)，由羅日傑斯特溫斯基海軍中將統一指揮。這支倉促拼湊的艦隊，某些艦隻尚未完全建成就出海，邊航行邊安裝。官兵戰術技術水平低，有的甚至缺乏起碼的訓練，通信聯絡靠德造無線電臺，德國技術員一走，電臺即形同廢物。官兵矛盾很深，士氣低落，特別是黑海艦隊水兵受過革命思想影響，具有反抗精神。
太平洋第2分艦隊原定1904年7月中出發，後因準備工作跟不上，推遲到10月中出發。航行路線預定從波羅的海經非洲南端好望角直到海參崴(後來在丹吉爾將艦隊一分爲二：羅日傑斯特溫斯基率領較新較大的艦隻繼續沿好望角航行，其他艦隻由福克薩姆率領，經地中海和蘇伊士運河入印度洋，以後兩支部隊在馬達加斯加沿海會合)，全程3萬公里，中途一個基地也沒有。按國際法，交戰國軍艦不得在中立國港口停泊，這一規定給艦隊造成了巨大困難。
艦隊出發時，由於日軍的一系列勝利，在俄軍中流行着嚴重的恐日病，簡直是草木皆兵，甚至謠傳日本的祕密艦隊已到了北歐海域。在這種氣氛下，官兵精神緊張，艦隊航行初期，鬧出不少海軍史上罕見的大笑話。他們見到外國船就以爲是日本艦隊，立即盲目開炮，甚至相距較遠的俄國艦艇也發生誤會，互相開炮。10月21～22日夜間在北海擊沉擊傷英國漁船的事件，引起國際風波(在巴黎召開國際法庭公審)，英國政府藉此壓中立國不得向俄國艦隊提供方便。俄國艦隊爲了解決燃料問題，只得在海上加煤，有機會就儘可能多裝，以至甲板、機房、洗澡間，軍官臥室等一切空地都堆積煤炭，既降低了速度(超重)，又影響工作和衛生，特別是經過赤道海域，士兵痛苦不堪，非戰鬥減員嚴重，而這時俄國補給船送來的卻是幾千套冬裝(只有給陸軍送“神像”一事可與之相比擬)。
1904年12月底，羅日傑斯特溫斯基到達馬達加斯加沿海，直到與福克薩姆會合後，才於1905年3月中旬繼續向遠東航行。這時船底長滿了海藻，速度降低。羅日傑斯特溫斯基重病初愈(請求辭職未準)，其副手福克薩姆重病垂危。士氣極爲低落，士兵自殺不斷髮生，甚至多次爆發“兵變”。
4月8日羅日傑斯特溫斯基到達新加坡。海軍部命令他前往越南的金蘭灣，在該處等候涅博加托夫率領的太平洋第3分艦隊會合，然後北上，打敗日本艦隊，併到達海參崴。羅日傑斯特溫斯基艦隊進入金蘭灣，引起日本政府強烈抗議。法國海軍當局被迫勒令俄艦出境。5月9日，太平洋第2、第3分艦隊在海上會合，聯合艦隊由羅日傑斯特溫斯基任司令，福克薩姆任副司令。
在俄國艦隊東調的過程中，日本東鄉艦隊進行了迎戰的充分準備。先是對艦艇進行維修保養，給水兵休假，養精蓄銳。2月份，全體人員歸隊，進行緊張的訓練演習。東鄉判斷俄國艦隊最可能通過朝鮮海峽，取最捷徑到海參崴。因此，日艦隊主力在對馬海峽附近和日本沿海集結待機。同時在俄國艦隊可能經過的一些海上通道佈雷，組織監視，形成了一個龐大的預報網，其縱深達225公里以上5月25日，俄國艦隊最後一次加煤，其數量足夠用到海參崴，造成超載。在此期間，副司令福克薩姆病死，羅日傑斯特溫斯基卻祕而不宣，甚至對當然的副司令繼任者涅博加托夫也保密，旗艦繼續掛福克薩姆的旗幟。5月27日，艦隊進入對馬海峽，爆發了著名的對馬海戰。 雙方各有裝甲主力艦12艘，但日艦航速快(18～20節：15.5～18節)，火力也佔優勢(每分鐘日艦可發射炮彈360發、總重量2.1949萬公斤，俄艦發射134發、8190公斤)。除此以外，日俄巡洋艦數量爲16 ： 8，魚雷艇數量爲69：9，日方均佔優勢。
更糟糕的是，俄國艦隊經過220天的遠航，人員十分疲憊;同時又不注意偵察，對敵情一無所知;又沒有作戰預案，各艦長只知道集中火力打敵旗艦，並向海參崴方向逃跑。東鄉親率艦隊主力(4艘主力艦、8艘重巡洋艦)在朝鮮鎮海附近隱蔽待機。爲使自己的艦隊有足夠的機動餘地，他決心讓俄國艦隊通過對馬海峽之後纔出動。
1905年5月26日夜間，俄國艦隊通過日方第1道海上警戒線。日方偵察艦在遠距離上進行不間斷地跟蹤監視，並及時用無線電將情況報告東鄉。因此東鄉對俄國艦隊的實力、航向、航速和隊形瞭如指掌。27日晨，羅日傑斯特溫斯基發現了日本哨艦的行動，心情十分緊張。當時俄國艦隊成行軍隊形：第1、第2裝甲艦大隊在右翼，第3裝甲艦大隊和巡洋艦大隊在左翼，運輸船隊居中。11時後，羅日傑斯特溫斯基命令艦隊成戰鬥隊形：右翼2個大隊向左靠攏，開到左翼第3大隊前面，全艦隊成單排一列式(縱隊)。各艦航速不一，司令官沒有明確規定慢的加速，快的減速，結果造成大混亂。12時許，羅日傑斯特溫斯基忽然心血來潮，判斷日本艦隊可能以橫隊隊形向他攻擊，因此又命令俄國艦隊成橫隊隊形。於是艦隊開始進行復雜的機動動作。此時，羅日傑斯特溫斯基顯然由於擔心其戰鬥隊形過早被敵人發現，忽然又下令全艦隊恢復行軍隊形，再次引起大混亂。
13時40分左右，東鄉艦隊主力在右前方出現，成單排一列式，企圖截斷俄國艦隊的航線。臨戰前，東鄉對全艦隊發出信號：“皇國興廢，在此一戰，諸位尤須奮發努力。”羅日傑斯特溫斯基再次下令成戰鬥隊形，但已經來不及了。東鄉截斷了俄國艦隊的航線，並在距敵35~38鏈的海域向左轉彎，劃了一個“U”字形(日本戰史稱之爲“敵前大回頭”)。轉彎時，日本艦隊處於俄艦火力威脅之下，而且相當一部分艦艇無法回擊(視線和射界被己方艦艇遮蔽)。這個動作在當時海軍戰術上是違反常規的。但這時俄國艦隊正處於變換隊形的混亂之中，羅日傑斯特溫斯基雖然下令開炮，結果形成盲目射擊，浪費彈藥，並且喪失了戰機。日本艦隊完成了轉彎之後，首先集中火力猛打俄國艦隊的旗艦，海戰開始半小時後，羅日傑斯特溫斯基的旗艦“蘇沃洛夫號”被迫退出戰鬥，羅日傑斯特溫斯基本人負重傷(後被俘投降)。其他幾艘旗艦也相繼被擊沉擊傷。俄國艦隊失去指揮，陷入一片混亂。
俄國艦隊力圖擺脫截擊的敵艦，但因爲航速慢，沒有得逞。日艦則充分發揮其航速快的優勢，迅速機動，佔領俄國艦隊前進方向的有利位置，猛烈炮擊。雙方在煙霧迷漫之中進行了一場混戰。俄艦被擊沉擊傷多艘。16時許，海上起霧，東鄉裝甲艦隊與俄國裝甲艦隊一度脫離接觸，東鄉向北轉移。但日本巡洋艦隊和俄國巡洋艦隊正在偏南的海域進行激戰。18時半，俄國裝甲艦隊開往該海域參戰。直到此時，涅博加托夫才接管指揮權，並下令艦隊繼續北進。
當天夜間，東鄉又出動37艘魚雷艇和21艘驅擊艦，對殘餘的俄國艦隊實施魚雷攻擊。28日晨5時許，涅博加托夫率領僅存的少數艦隻向海參崴方向逃跑。9時許遭到日本艦隊圍攻，涅博加托夫始則懸白旗、繼而懸日本國旗投降。
這次海戰，俄國太平洋第2、第3分艦隊除3艘逃往海參崴之外，其餘全軍覆沒(包括擊沉、被俘和被中立國扣留)，艦艇損失總計達27萬噸(比後來第一次世界大戰中著名的日特蘭海戰雙方損失的總和還大)。人員陣亡4830人，被俘5917人(不包括受傷和在外國港口被扣留者)。日方只損失魚雷艇3艘，人員陣亡僅117人，傷587人。
