Броненосец "Севастополь", "Отважный", минный крейсер "Гайдамак" и миноносцы ввиду падения горы Высокой, откуда открывался вид на бухту, вышли на внешний рейд и перешли в бухту Белого Волка. В целях противодействия возможных атак японских торпедных кораблей, портовый бон отбуксирован к месту стоянки русских кораблей. В тот же день подорвалась и затонула на минах в бухте Тахэ канонерское лодки "Цукуба".
21 ноября японская осадная артиллерия, корректируемая с высоты "203", начала бомбардировку порта и немногих кораблей русского флота, находящихся в гавани. Канонерская лодка "Бобр", из-за аварии машин неуспевшая уйти из гавани, потоплена осадной артиллерией. С канонерки сняли все уцелевшие орудия, из матросов сформировали морскую роту (судьба этой роты оказалась трагичной — оставшиеся без патронов, в последние часы перед падением крепости, горстка матросов во главе с кавторангом Шельтингом пошла в свою последнюю штыковую).
Тем временем подоспела неожиданная но столь необходимая помощь. 22 ноября к 22 часам крейсера Вирена оказались на расстоянии 50 миль от осажденной крепости. Была предпринята попытка связатся с Порт-Артуром. На связь вышла станция установленная на Золотой Горе. Вирен потребовал выход "Севастополя" с легкими силами навстречу. До рассвета Вирен принял решения оставатся на ходу на почтительном удалении от крепости. В 2 часа ночи Эссен, получил от Лощинского команду, готовится к выходу на встречу кораблям Вирена. "Севастополь" поднял пары к 4 часам утра. В 6 часов утра снявшись с якоря "Севастополь" в сопровождении "Отважного", "Гайдамака" и миноносцев направился по протралленому фарватеру в море. Находившиеся в 10 милях от берега первый отряд истребителей ("Сиракумо", "Касуми") обнаружил русские корабли. Но сближатся и атаковать не рискнули. Командир отряда немедленно послал "Касуми" для доклада Катаоке. В 9 ч.30 мин. "Рион" вступил в кильватер "Севастополю". Головным шел "Гайдамак". Перед ним на дистанции 10 кабельтов шли суда трального каравана. Отряд направился в б.Белого Волка. К 13 часам корабли стали на якорь в бухте и с помощью корабельных и портовых средств начали свозить на берег сибирских стрелков и грузы. В 16 часов тех же суток осадной артиллерией потоплен брошенный командой крейсер "Забияка", стоявший пришвартованным к торговому пирсу.
23 ноября состоялся военный совет крепости, на котором было принято решения о продолжении обороны. Под ружье также поставили часть артиллеристов из крепостной артиллерии, заменив их выздоравливающими, слабосильными и легко раненными. Цинга еще не достигла эпидемиологических размеров, запасов продовольствия хватало еще миниум на 3 месяца. Прибывший полк, заметно увеличил гарнизон, Кондратенко перевел вновь прибывших на восточный фронт.
24 ноября Катаока, получив информацию о сосредоточении русских кораблей на внешнем рейде, принял решение сосредоточить для удара все наличные торпедные корабли. Атака была назначена на следующий день. Тем не менее, плохие погодные условия сорвали попытку японцев атаковать русские корабли. Того получив доклад Катаоки и оценив, то что более раннее предположение о прорыве вспомогательных крейсеров с целью действий на коммуникациях было неверным, принял решение усилить блокадные силы Катаоки и направил на помощь "Асаме"(входившей в состав блокадных сил) броненосный крейсер "Якумо". Огнем осадной артиллерии потоплен крейсер "Джигит". В течении следующих дней огнем осадной артиллерии потоплены минный крейсер "Всадник" и крейсер "Разбойник". Вечером 27 ноября в осажденный Порт-Артур пришел британский пароход "King Arthur", выгрузивший 820 тонн муки и мясные консервы. Ночью японцы провели первую атаку по кораблям находившимся в бухте Белого Волка. В атаке участвовали 1 отряд истребителей и 1 и 3 отряды миноносцев. Атака отражена огнем русских кораблей. Японцы выпустили безрезультатно три торпеды.
Катаока принял решение бросить в бой все наличные торпедные корабли и с целью обеспечить массированность удара назначил атаку на ночь с 29 на 30 ноября. Японцы начали массированную атаку в час ночи. В атаке участвовали первый и четвертый отряд истребителей, 1-й, 2-й, 3-й, 6-й, 10-й, 11-й, 12-й, 16-й, 21-й отряды миноносцев. Русские истребители располагались веером вокруг броненосца, который закрывал корпусом вспомогательные крейсера. "Сторожевой" и "Смелый" — освещали подходы к бухте прожекторами. По появившимся вражеским миноносцам был открыт ураганный огонь, но японцы, не считаясь с потерями, упорно шли вперед. Миноносец N 42 получил попадание снаряда в котельное отделение и потерял ход. Артиллерия "Севастополя" сосредоточила огонь по неподвижной цели, на миноносце погиб его командир лейтенант Накабори и 7 матросов. К терпящему бедствие кораблю подошел миноносец N 40, но, получив несколько попаданий, быстро ретировался. К оставленному экипажем N42 приблизился "Сердитый". Его командир лейтенант Дмитриев рассчитывал взять неприятельский корабль на буксир, однако береговые батареи начали обстреливать русский истребитель, приняв его за вражеский. Тогда "Сердитый" выстрелил торпедой, от взрыва которой миноносец N 42 сразу же затонул. В 4 часа японцы добились первого успеха, торпеда выпущенная миноносцем N44 поразила минный крейсер "Гайдамак", который затонул спустя 30 минут. Всего за ночь японцы выпустили около 30 торпед, но лишь одна из них, взорвавшаяся в сетях заграждения, причинила броненосцу "Севастополь" некоторые повреждения. По японским данным повреждения от артиллерийского огня получили миноносцы N44, 46, 49, 56, 58, 66, "Сиротака". Миноносец N53 подорвался на мине на внешнем рейде Порт-Артура в 3 ч. 40 мин. и затонул.
Ничтожный результат атак на русские корабли в б.Белого Волка привел Катаоку к мысли провести комбинированную атаку силами имеемых в наличии миноносцев и истребителей, а так же минных катеров. Что потребовало дополнительное время на организацию атаки. Ночью японские истребители провели постановки минных банок на внешнем рейде. На видимость базы подошли корабли Катаоки "Якумо", "Асама", "Идзуми", "Сума", "Акицусима", "Тацута" к 10 часам и в течении семи часов маневрировал на удалении 10 миль от крепости.
30 ноября Ноги решил продолжить штурм крепости. В атаку на форт N3 пошли штурмовые колонны 11-й пехотной дивизии; одновременно форт и соседние укрепления обстреливала осадная артиллерия. К вечеру, исчерпав возможности обороны, защитники форта взорвали его и отступили на линию обороны Большое Орлиное Гнездо — Курганная. Дальнейшему развитию наступления на этом участке не давало укр.N3. Обстановка в крепости продолжала ухудшатся, хотя все попытки японцев прорвать оборонительный периметр были отражены. Немалую роль сыграли недавно прибывшие подкрепления. Однако ценой больших потерь Ноги удалось захватить все предполье полосы обороны и разместить там тяжелую осадную артиллерию, которой форты крепости противостоять не могли. Усиливалась минная (подземная) война. Бои в подземных галереях становились все более ожесточенными. Постепенно начала проявляться нехватка снаряжения у русских саперов. Фон Эссен, после доклада о полной готовности броненосца, получил разрешение прорыватся из Порт-Артура.
Был обстрелян Форт N5, где взорвался склад с боеприпасами, а сам форт и гора Средняя подверглись атаке шесть дней спустя. Противник занял г.Среднюю, но дальше в этом направлении наступление не велось.
1 декабря на борту "Севастополя" собрано совещание на котором, присутствовало как представители армейского командования, так и флотского. Учитывая сложившуяся ситуацию, по мнению представителей морского командования, порт уже не мог обеспечить базирование и боевую работу легких сил флота. Ввиду этого было принято решение провести попытку вырватся всеми имеющимися силами. При этом "Севастополь" должен был сыграть ключевую роль, оттянув на себя наличные японские силы. Роль по сути близкая к самоубийственной. Но слишком велика, оказалась задержка вызванная, прежде всего тем, что крейсера пришлось разгружать на внешнем рейде, с использованием портовых и корабельных плавстредств. К прорыву готовились все наличные силы: броненосец "Севастополь", вспомогательные крейсера "Рион", "Ангара", "Лена", канонерская лодка "Отважный", истребители "Бойкий", "Безупречный", "Бодрый", "Бравый", "Сердитый", "Скорый", "Статный", "Смелый", "Сторожевой". Все корабли были стянуты в б.Белого Волка. Согласно плана прорыва, предполагалось провести корабли за тральщиками и форсировать минные заграждения, затем крейсера дав полный ход, шли на прорыв, а броненосец и канонерская лодка с истребителями прикрывали отход. На вспмогательные крейсера загрузили тяжелораненых и больных.
В сумерках на кораблях сыграли боевую тревогу. Орудия были заряжены, расчеты заняли свои места. Видимость составляла 4-5 миль. Дул северо-восточный ветер шла крупная зыбь. Периодически видимость снижалась до 1-2 миль из-за снежных зарядов. Быстро темнело. За предыдущий день корабли изменили дислокацию. Истребители периодчески задействовали прожектора. С японской стороны понесшей потери 2-мя сутками ранее были брошены в бой: 1-й, 2-й, 3-й, 6-й, 10-й, 11-й, 12-й, 16-й, 21-й отряд миноносцев(NN15, 37, 39, 40, 41, 43, 47,48, 50, 51, 52, 54, 55, 57, 59, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75. Первый отряд истребителей ("Сиракумо", "Касуми") и четвертый отряд истребителей ("Харусаме", "Мурасаме", "Асагири"). Кроме этого было задействовано несколько минных катеров. Ввиду штормовых погодных условий скоординировать атаку не удалось и атакующие вышли на цель вразнобой с интервалами. Атака начался в 2 ч. 45 мин. По появившимся вражеским миноносцам был открыт ураганный огонь, но японцы, не считаясь с потерями, упорно шли вперед. Миноносец N15 получил попадание снаряда в машинное отделение и потерял ход. Артиллеристы Русских кораблей сосредоточили огонь по неподвижной цели. "Бодрый", вел огонь с дстанции 5-7 кабельтов. С терпящим бедствие кораблем сблизился миноносец N 75, но, получив несколько попаданий, быстро ретировался. Миноносец N15 затонул в 3 ч. 15 мин. В 3 ч. 25 мин. торпеда выпущенная минным катером попала в кормовую часть "Отважного". Взрывчатки оказалось слшком мало, чтобы утопить корабль. В 3 ч. 44 мин. сблизившийся с "Отважным" миноносец N40 выпустил торпеду, которая попала в середину корпуса. Корабль получил сильные повреждения и начал тонуть. Кроме того, около 4 ч. 40 мин. торпеда с миноносца N71 взорвалась в носовой части "Сторожевого"; его командир лейтенант А.И.Непенин немедленно приказал дать задний ход, и истребитель успел выброситься на отмель. В 4 ч. 50 мн. под берегом был обнаружен японский минный катер. Освещен прожектором, и потоплен артиллерийским огнем. В промежутке между 3 часами и 5 часами в сетях прикрывавших борт "Севастополя" взорвалось 3 торпеды. Корабль получил повреждения от близких разрывов, вызвавших фильтрацию воды. К счастью повреждения удалось ликвидировать силами экипажа к 11 часам дня. Всего за ночь японцы выпустили 33 торпеды. Часть из них была найдена на берегу. В 5 ч. 35 мин. возникла перестрелка между "Марусаме" и "Бравым", получив 2 попадания "Марусаме" отвернул и скрылся в снежном заряде. По послевоенным данным в бою русские артиллеристы потопили миноносец N15 и нанесли повреждения "Марусаме", N 40, 67, 55, 51. Но японские потери в ту ночь отнюдь не закончились. В 5 ч. 50 мин. шедший полным ходом "Касуми" протаранил в снежном заряде ранее поврежденный миноносец N40. Который немедленно затонул.
На рассвете 2 декабря видимость улучшилась до 5-6 миль. В 10 ч. 20 мин. батарея N15 обстреляла с предельной дистанции корабли Катаоки вынырнувшие из тумана. Спустя 10 минут Катаока скрылся в пелене тумана. С утра стоявшие под парами русские корабли двинулись на прорыв в 14 часов. Первыми с тралами следовали портовые барказы с тралами. За ними шли истребители с тралами. Затем следовал "Король Артур", за ним параход "Богатырь", потом крейсера "Рион", "Лена", "Ангара". Замыкал колонну "Севастополь". В 14 ч. 45 мин. "Богатырь" подорвался на мине затонул спустя 10 минут. В 15 ч. 15 мин. из-за аварии машины "Статный" запросил разрешения на возвращение. В 16 часов Вирен отпустил тральный караван и отдал команду крейсерам увеличить ход до полного. В 17 ч. 15 мин. крейсера Вирена, шедшие полным ходом скрылись за горизонтом. "Король Артур" повернул в Чифу. Ход русского отряда составил 12 узлов. В 17 ч. 40 мин. справа по корме на дистанции 5 миль обнаружены корабли Катаоки, "Асама", "Якумо", "Идзуми", "Акицусима". В 17 ч. 44 мин. на "Севастополе" подняты боевые стеньговые флаги. "Якумо" начал пристрелку по "Севастополю". "Севастополь" ответил в 17 ч. 45 мин. Эссен дал команду бить по головному. В 17 ч. 50 мин. японцы легли на параллельный курс, удерживая дистанцию 25 кабельтов и ведя интенсивный артиллерийский огонь. Русские вскоре пристрелялись по "Асаме" и перешли на беглый огонь. Японцы первыми добились попадания в 17 ч. 55 мин., после взрыва на фор-марсе, вниз посыпались обломки. Спустя две минуты после этого на кормовом мостике над "Асамой" поднялся столб черного дыма. Эссен отдал команду "вперед полный", курс прежний. Спустя 20 минут, когда корабль начал получать попадание за попаданием, Эссен отдал команду, право на борт. Броненосец начал описывать циркуляцию. Дистанция начала сокращатся. Корабль шел на сближение и вел беглый огонь на встречном курсе — в 18 ч. 20 мин. добился попадания 12" снарядом в "Асаму". Расходясь на контракурсах и продолжая сближение "Севастополь" продолжал вести беглый огонь. Стреляли изо всех, в том числе противоминных орудий. В 18 ч. 30 мин. комендоры кормовой башни "Севастополя" добились попадания броненебойным 12" снарядом в кормовую часть "Якумо". В этот момент, истребители находившиеся в этот момент в 5 милях от японской колонны увеличив ход до полного повернули на сближение. Разминувшись с "Идзуми" на дистанции 10 кабельтовых Эссен отдал команду лево на борт. В 18 ч. 35 мин. на "Идзуми" появилось пламя над кормовой частью, вызванное несколькими попаданиями. Истребители сблизились до дистанции 10 кабельтов и встреченные интенсивным огнем отвернули на обратный курс. Тем временем "Севастополь" оказавшись с кормы японского отряда, обстреливал шедший концевым "Идзуми". Поставленный в положение убегающего Катаокаа повернул вправо, чтобы получить возможность вести огонь с правого борта и увеличил ход до 17 узлов и описав циркуляцию, Катаока лег на обратный курс, расходясь с "Севастополем" левым бортом. В этот момент налетел снежный заряд и Катаока скрылся в серой мгле. Наступила пауза, "Севастополь" ощутимо зарывался носом в воду и имел крен 5 градусов на левый борт. В кормовой части на жилой палубе горел пожар. Имелись многочисленные разрушения. Корабль получил 33 попадания за час боя. Методом контрзатопления корабль удалось спрямить в течении получаса, хотя осадка увеличилась. Ход составлял 10 узлов. За время боя броненосец израсходовал 55 12" снарядов, 446 стальных 6" фугасных снарядов, 81 фугасный 120 мм снаряд, 490 бронебойных 75 мм снарядов. В бою погибло 29 человек, 37 получили ранения.
