戰役經過
1905年5月27日拂曉前，信濃丸發回在九州西部海域發現俄國艦隊的電報。 隨後，在朝鮮半島馬山附近的鎮海灣內，待命中的日本聯合艦隊得到全體出港的命令。同時向司令部發報：“已經發現敵艦，聯合艦隊即刻出動，今日天氣晴朗但是波浪高”。與此同時，和泉號巡洋艦也開始持續跟蹤俄國艦隊。當天接近正午的時候， 日本聯合艦隊第三分艦隊在衝之島附近接近俄國第二太平洋艦隊。午後，俄國艦隊調整隊形，引起了艦隊隊形的混亂。 大約在13:39 分時，俄國艦隊進入日軍主力（第一，第二分艦隊）視距範圍，戰鬥開始命令發出。
13:55分，兩國艦隊相距12,000米。此處位於衝之島附近海麵，距離對馬島以東約40海裏。 此時的日軍旗艦三笠號打出Z信號旗，向全艦隊表明“皇國興廢在此一戰，諸君一同努力（皇國ノ興廃、コノ一戦ニ在リ。各員一層奮勵努力セヨ。）”
14:02 分，日本聯合艦隊（航向西南）與俄國第二太平洋艦隊（航向東北）平行相對航行。 俄國艦隊戰艦新舊混雜，性能差距導致全隊列最高航速隻有11節；日本艦隊主力全隊列最高航速可達16節，機動能力占有絕對優勢。14:05 分， 兩國艦隊相距8,000米、此時為了搶占海戰中的T字頭，日艦開始左舵調頭，在東鄉平八郎的命令下，旗艦三笠號帶頭，進行“U”字形的敵前大轉彎。 這是非常冒險的行為，如果此舉成功，就可以對俄國艦隊形成T字頭優勢，但如果失敗了的話，俄國艦隊就有可能逃脫。更為嚴重的是，日本方麵各軍艦在完成轉彎之前是無法開火的。但東鄉平八郎認為，俄國第二太平洋艦隊遠道而來，疏於炮術訓練，就算能夠搶先開火也不能準確命中。
14:07 分， 兩艦隊相距7,000米、日先導艦三笠號調頭完成，俄艦開始炮擊。 14:10 分 兩艦隊相距6,400米、全部日艦調頭完成，此時，日本聯合艦隊多艘軍艦被擊中，但沒有一艘出現致命損傷。
14:18 分，兩艦隊相距4,600米、日艦齊射俄先導艦蘇沃洛夫公爵號。 日本聯合艦隊所使用的炮彈裝有“下瀨火藥” （苦味酸炸藥），這種炮彈不具備穿甲能力，但可以在擊中目標後猛烈燃燒，使敵艦失去戰鬥力。
14:35 分， 日本聯合艦隊（航向東南偏東）將俄國第二太平洋艦隊前進路線完全封鎖，形成“T”字射擊陣。 14:43 - 俄艦蘇沃洛夫公爵號、奧斯利雅維亞號相繼受到重創，脫離戰鬥。此時俄艦隊隊形混亂，指揮失效，勝負已定。亞曆山大三世號帶領俄國艦隊（航向正北）試圖脫離戰鬥。 14:58 分，日本第一分艦隊從東北方一起調頭。
15:05 分，日本第一分艦隊（航向西北）與第二分艦隊一起夾擊俄艦。 15:10 分，俄艦奧斯利雅維亞被擊沉、蘇沃洛夫公爵號逃脫。 俄艦隊以亞曆山大三世號為先導艦，不斷的掉轉航向，試圖躲開日艦炮火的致命攻擊，但還是被擊沉了。隨後，俄艦蘇沃洛夫公爵號、博羅季諾號也被擊沉。當天晚上， 日本又出動了魚雷艇，相繼摧毀俄艦拉季米爾·莫諾馬赫號、納瓦林號和偉大的西索亞號。
5月28日，日本聯合艦隊在鬱陵島南方發現俄第三分艦隊，進行追擊。 10:34 分， 接管艦隊指揮權的涅鮑加托夫少將決定投降，俄第三分艦隊旗艦尼古拉一世號掛起白旗。 15:30 分，日艦截獲並俘虜了受重傷後由旗艦轉移到驅逐艦大膽號的俄國第二太平洋艦隊司令羅傑斯特文斯基中將。 18:00 分，俄艦納希莫夫海軍上將號拒絕投降自沉，對馬海戰結束了。
影響
對馬海戰是教科書式的海戰戰例之一，日本海軍僅以損失3艘魚雷艇的代價取得了壓倒性的勝利，摧毀了俄國最後的海上力量。
俄國艦隊幾乎全軍覆沒。巡洋艦分隊旗艦奧列格號率領阿芙樂爾號、珍珠號和1艘驅逐艦脫離艦隊，掉頭向南穿過對馬海峽，最後到達1500海裏以外的菲律賓（被扣留，戰後歸還俄國），隻有1艘巡洋艦和2艘驅逐艦逃到海參崴。
對馬海戰結果充分證明了馬漢的海權學說。再次證明了戰列艦在海戰中無可替代的霸主地位，並且深刻影響了海軍技術的發展，由此催生了無畏型戰列艦和戰列巡洋艦，將大艦巨炮主義推向巔峰。
對馬海戰其影響力不僅局限在軍事方麵，它直接左右了俄國、日本兩個國家的命運。俄國海軍從此一蹶不振，俄國沙皇的統治也因此動搖。日本從此進入了海軍強國的行列，成為遠東一霸。
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