在此前日军偷袭旅顺港未能达成战略目的后，按照英国式联合作战的案例，东乡平八郎再次组织了麾下的所有部队，，开始向战场边缘地区集结。
此刻的东乡平八郎的行动是基于他自己的一种假设，那就是俄军旅顺舰队并不会出动至远达朝鲜南部的海域。
因此，东乡平八选择的集结点是荞麦岛，（该岛位于后世韩国兴安郡黑山面附近海域，坐标为北纬34度32分18秒，东经125度41分8秒）该地位于黑山群岛和八浦口基地所在的罗州群岛之间的海峡中央。
1904年的3月7日下午3点左右，日本联合舰队完成了集结，但是有一艘驱逐舰确不见了踪影，原来之前在第三战队的护送下，两队驱逐舰曾经前往第一集合点补充淡水和煤炭。
但就在驶入锚地的过程中，其中一艘驱逐舰确与补给船来了个亲密接触直接相撞。随后这艘驱逐舰失去了行动与作战的能力。
对日本人来说，这是一个糟糕的开始，但它给士气带来的负面影响却被另一个事情给抵消了；原来就在当天早上舰队主力开赴荞麦岛的途中，他们俘获了2艘俄国商船，其中一艘商船刚好名为“俄罗斯号”，这对于此刻的东乡舰队来说无疑是一个振奋人心的好兆头。
在这之前，联合舰队的第三舰队早已忙碌了起来，3月5号从吴港启程后，第三舰队司令官片冈七郎海军中将命令麾下的2个巡洋舰分队和4个水雷艇队前往位于竹敷的海军基地。
然后开始进行部署，以持续监视海峡地区，并随时应对符拉迪沃斯托克的俄军舰队袭击。
同时日军第七战队也就是“海防舰队”也在海军少将细谷资氏的代理下继续前往朝鲜南部沿岸3月6日下午，日军第七战队麾下的4艘舰船直接开进了釜山湾，同时，另外一队日军也占领了镇海湾附近的马山浦。
而此时位于竹敷基地的“济远号”防护巡洋舰接到了一条电报，要求其截击一艘排水量5600吨隶属于俄国志愿舰队的“叶卡捷琳诺斯拉夫号”快速商船。
当天上午9点，日舰“济远号”特意将拦截地点选在了3海里的朝鲜海域领海界线之外。最终“叶卡捷琳诺斯拉夫号”快速商船在釜山以北海域被“济远号”截获，另外随同被捕获的还有1艘排水量1500吨的“奉天号”快速商船。
而此时的旅顺方面的俄军舰队在经历了上一次的袭击后，也加强了防御措施，包括禁止舰队人员在日落后上岸，并让所有的速射炮和鱼雷管处于待发状态，熄灭所有的灯光，并让部分炮组人员彻夜值守在炮位上。
同时还组织了晚间巡逻，每天晚上都有2艘值班驱逐舰前往港外二十海里处进行战备巡逻，另外还有1艘炮舰部署在港外大约10海里处。
另外还有2艘执勤巡洋舰也随时保持着升火状态，它们将在有侦查需要的情况下出动。最后还有2艘值班舰船在舰队周围用探照灯搜索海面。
但是俄军目前的命令没有得到很好的贯彻，沿海炮台没有接到一级作战警报，而且，位于老铁山的灯塔也彻夜通明。
政治方面的危急局势和相互矛盾的命令纠缠在一起，让旅顺港的俄军舰队的防护措施基本流于表面。
3月8日当天中午，日军各驱逐舰怀着激动的心情，接到了联合舰队司令官东乡平八郎的最终进攻命令下午18点整，这些驱逐舰以13节的航速迅速的前往集合点，即圆岛东南的10海里处。
随后，各驱逐舰将脱离舰队，兵分两路前往旅顺港外实施攻击。至于联合舰队主力，在东乡平八郎的率领下顺次转向16个罗经点（180度），各战队以第三战队为先导，各舰间距3000米，在10节的航速下往回行驶。
两小时后，晚上八点整。
联合舰队主力再次右转了8个罗经点，驶往成山角方向，航行了2个小时之后，日军舰队再次转向北偏西85度方向，此刻沿着与山东半岛北部海岸线平行的航向航行。大约一小时后，日军舰队再次转向北偏西15度，行驶到了山东半岛的尽头——老铁山角。
然而，日军的航行时间还是出现了偏差，因为他们还没有完全抵达集合地点。此时，东乡平八郎仍然向驱逐舰队发去了信号：“按原定计划攻击，祝行动成功”。
接着，当舰队回转16个罗经点时，所有军舰都用登舷礼向这些驱逐舰致敬，并三呼“天闹黑卡，板载”，激励它们去奋勇从事这项危机四伏的冒险行动。
然而在东乡平八郎精心制定的计划中，却有一处明显的疏漏，驱逐舰群实际脱离了主力编队。没有一艘通报舰与之保持联络，甚至直到驱逐舰群完成攻击进而抵达圆岛海域指定汇合点时，都没有前去接应的舰船。
因此，实际上东乡平八郎根本没有办法尽早的了解到袭击战果，另一方面，他对舰队下达的后续命令的基础却又取决于此。这一漏洞相当匪夷所思，它将导致极为严重的问题。
因为在此前，日军情报显示，旅顺港内的俄国舰队有3艘战列舰再次出海了。这也是东乡平八郎选择把驱逐舰分成两队的原因。其中第一队包括第1第2和第3驱逐舰队，共计拥有10艘驱逐舰，目标是旅顺港。
而另外一个分队则包括了第4第5驱逐舰队，共计拥有8艘驱逐舰，目标是大连湾。这意味着此次日军将有一半的攻击力量错失目标。为此，整个计划一开始就厄连连。
这份计划虽然一开始是由日军军令部一手制定的，但具体的细节却由每个分队内部和各战队的司令官们在完全自主的情况下一起商定。
而作为第1分队中最资深的指挥官，海军大佐浅井正次郎的决定是，在抵达旅顺港入口时，先悄悄查明俄舰的位置，然后乘机在月亮升起时，发动第一轮袭击。然后第1驱逐舰队左转，其它2个驱逐舰队右转，沿俄舰的停泊地发动雷击。
驱逐舰队抵达圆岛东南约5海里时，第一驱逐分队突然意识到第二分队的驱逐舰正在从己方的正前方横穿而过。为此，浅井正次郎随即下达减速命令，其它舰船队列也变得散乱了起来。
之后，随着队形的恢复和第2分队的驶离，浅井正次郎再次下令舰队全速驶往老铁山灯塔方向。
晚上22点30分，驱逐舰队舰艏右前方出现了若影若现的探照灯光，这表明俄军已经有所戒备。
随着一阵大雾从右前方飘散而过，许多灯光在日军舰队右舷方向来回移动，对面一艘俄军巡逻舰正在转舵，并朝着所见的可疑目标驶来。
见次情景，浅井正次郎立刻命令各舰减速，随着远方灯光的逼近，浅井正次郎通过望远镜清楚的看到。这些在自己舰队西北方向航行的船只实际上是2艘俄军驱逐舰。
为了躲避俄军巡逻舰，浅井正次郎第一分舰队被迫靠右航行，并在对方径直从己方后方驶过时熄灭了舰尾灯。最初一切平安无事。
尾随的第二驱逐舰队却没有那么顺利，第二驱逐舰队的领航舰试图遵照浅井正次郎的做法，转向右舷、熄灭灯火，但当俄军巡逻舰队从正前方通过时，该领航舰只能降低航速，直到接近停航状态。
在无尽的黑暗中，这种状况引发了严重混乱，位于二号位的驱逐舰依旧保持着航向，当该舰偏离阵位、开始右转时，它突然发现，先导舰几乎是横在了自己的面前。虽然2艘船都拼命试图倒退，但相撞已不可避免。
二号舰舰艏严重受损，几乎当场瘫痪，领航舰的船锚基座也被撞毁，不过依旧可以航行，不久后，其身影便消失在了黑暗中。而在队尾的驱逐舰则完全失去了与僚舰的联系，最终它还是找到了受伤的二号舰，并在二号舰周围开始警戒。
幸运的是，几分钟后，老铁山的灯光变得清晰起来，让浅井正次郎等人得以修正麾下舰队的方位。此时的时间是晚上的23点整，空气中带着一丝寒冷，对作战成功大有裨益。三十分钟后，浅井正次郎带着剩下的4艘驱逐舰继续前进。
在浅井正次郎舰队的向北偏西处，旅顺港俄军的探照灯变得明亮了起来，还转向了浅井正次郎舰队的所在位置。几分钟后，俄军的探照灯突然定住，径直照在了日军舰队的身上。
日军俨然已经是暴露了，但是过了两分钟后，这些光柱又都纷纷移走了。浅井正次郎觉得战机稍纵即逝，他毫不犹豫的对各舰发出了事先确定好的信号。
此时浅井正次郎判断双方相距600米左右，于是按照预订计划向左转舵，为保证鱼雷发射的精度，浅井正次郎命令将船速减慢，然后急转全速向南航行。
队内的其它3艘驱逐舰也采取了相同的行动。随后浅井正次郎舰队坚持靠近到了400到500米处，并发射了5枚鱼雷，其中几枚似乎是正中目标。
就在日军第一枚鱼雷命中俄军战舰5分钟后，俄军舰队也开始进行还击，日军第一驱逐舰分队有一艘驱逐舰中弹沉没。紧随其后的第二驱逐舰队的领航舰转向右舷，并在1000米的距离上发射了2枚鱼雷，但是都没有命中，随后就跑了。
当时，俄海军舰队司令官斯塔克海军中将刚刚辞别了在旗舰上举行会议的舰队参谋长和港口司令。整个夜晚似乎非常的安静，锚地内的16艘大小战舰停泊成了4行，性能最好的船只靠近外海。
其中，负责用探照灯搜索的是“列特维赞”号战列舰和“智慧女神号”一等巡洋舰，结果它俩在日军这第二次袭击中最早中雷。“阿斯科尔德”号和“月神”号则是执勤巡洋舰，当时也只有它们在升火待命。除了巡逻舰之外，俄军的所有驱逐舰都在港内，执勤的炮舰则没有出航。
因此，直到当日晚上零点四十分，旅顺港内的俄军才接到警报，当时，“列特维赞”号战列舰已经注意到“智慧女神”号巡洋舰的探照灯发现了2艘日军驱逐舰。而当值的俄军军官立则刻下令：“抵御鱼雷攻击”。但还没来得及开火便已经中雷。“阿斯科尔德”号作为最靠近外海的船只，它的机动空间非常狭窄。当时有枚鱼雷几乎从它的舰艉下方直接穿过，因为前进及时，“阿斯科尔德”号没有被命中。
因此，在日军驱逐舰队本轮袭击发射的19枚鱼雷中，只有3枚真正命中了目标，但是中雷的3艘俄军战舰都保持着浮力，这让它们得以立刻撤离战场，不过这3艘战舰还是在设法进港时相继坐底了。
在本轮的袭击中，俄军“列特维赞”号战列舰左舷被鱼雷命中后，舰上的电灯瞬间熄灭了。随即“列特维赞”号向左发生了倾斜，为了扶正船体，舰员随即向右舷的弹药库中注水，这令“列特维赞”号此前11度的倾斜缩小到了5度。不久之后，全舰的灯光又恢复了照明，又过了大约四十五分钟，“列特维赞号”的锅炉开始升火，并做好了移动准备。在涨潮前3小时，“列特维赞号”在港口入口附近的浅谈上坐底了，导致航道变得极为狭窄。鱼雷命中时爆炸当场杀死了水下鱼雷发射舱内的5名水兵。
而“皇太子”号战列舰被命中后，舰体最初向右倾斜，后来又转向左倾斜。由于这个时候舰体倾斜度达到了18度，“皇太子”号舰长命令舰员向舰体右舷舱室中注水，随后，舰上的电灯也全部熄灭。升火之后，“皇太子”号在凌晨的1点四十五分开始行驶，并利用自身主机的引擎差数绕过整个舰队，开入了进出港航道。并准备在这个地方等待接受拖船的牵引，但是在拖航抵达旅顺港的内港之前就不幸搁浅了，舵机舱内的1名水兵不幸溺水身亡。
而日军浅井正次郎舰队第三发鱼雷则是命中了“智慧女神”号一等巡洋舰，击中了舰长一个装满煤炭的煤舱，煤舱随即被涌入的海水淹没了，从而导致了船体发生了4.5度倾斜。万幸的是，由于鱼雷爆炸所带来的主要冲击力被煤舱的煤炭吸收了，中雷位置上方的弹药库并没有发生殉爆。
不过，爆炸冲击波还是撕裂了一座弹药提升井的防火门，火焰迅速的席卷了6英寸152毫米口径的速射炮的炮位，一直蔓延到船员住舱。大火在船上蔓延了十几分钟，爆炸产生的窒息性气体和有毒气体在住舱甲板和轮机舱弥漫着。十五分钟后，舰上的大火被水兵们合力扑灭。
在中雷之后的，“智慧女神”号第一时间就启动了全部6台抽水泵机，二十分钟后，舰上积水被排出，中雷位置的缺口也被填补上了，四十五分钟后锅炉升火完成，“智慧女神”号开始移动，准备向灯塔附近的一处浅水区驶去，随后“智慧女神”
号放下了自己的船锚。.