在旅顺攻防战打的如火如荼的时候，马卡洛夫带着舰队也偷偷溜了出来。不过很可惜，这次他运气不算好，被日本人发现了。
而得到俄国舰队出来的消息后，东乡平八郎随即带着联合舰队主力赶了过去。这次他除了带着六艘战列舰之外，还冒险抽掉了两艘加里波第级装巡春日号和日进号。
9月17日，在距离旅顺港80公里外的黄海海面上，两方不期而遇。此时马卡洛夫手中只有六艘战列舰，还有一些其他辅助战舰（胜利号受损太严重，旅顺港内船厂估计至少需要五个月才能修好）。其中皇太子号以及佩尔斯维特号还有一些安全隐患，其遭到鱼雷袭击的紧急修复后，带来也一些隐患。
而联合舰队这边，六艘战列舰加上两艘加里波第领衔的联合舰队，在看到俄国舰队后其官兵更是一阵欢呼。
因为此时联合舰队基本都是新舰，其航速较快。
反观俄方，受到三艘彼得罗巴甫洛夫斯克级战列舰的影响，其航速只能达到16节。面对这种困境，哪怕是马卡洛夫这样的名将也只能硬着头皮先打一场再说，逃是逃不了的。
于是两方舰队在黄海上，一场大规模的海战就此展开。这场海战从13：30左右开始，一直持续到16：45左右结束。
经过两方海军官兵的奋力厮杀，最终联合舰队以富士、八岛号两艘战列舰为代价，留下了俄国舰队的佩尔斯维特号、彼得罗巴甫洛夫斯克号、塞瓦斯托波尔号三艘战列舰。当然除此之外，两方的小型战舰也各有损伤。
马卡洛夫不愧为名将之称，能在占据劣势情况下，以三艘战列舰的代价带走对方两艘战列舰，已经非常展现水平了。