На рейде Чемульпо стояли итальянское, американское, корейское и английские суда, а также японский крейсер «Чиода». Ночью 7 февраля этот крейсер, не зажигая опознавательных огней, снялся с рейда и вышел в открытое море. На следующий день канонерская лодка «Кореец» около 16.00 вышла из бухты, где встретила японскую эскадру в составе 7 крейсеров и 8 миноносцев. Крейсер «Асама» блокировал путь «Корейца» в открытое море, а миноносцы выпустили по канонерке три торпеды (2 прошли мимо, а третья затонула в нескольких метрах от борта «Корейца»). Беляев принял решение войти в нейтральную гавань и скрылся в Чемульпо.

9 февраля в 7.30 утра командующей японской эскадрой адмирал Урио Сотокити направил капитанам судов, стоящих в Чемульпо, телеграмму о состоянии войны меду Россией и Японией, в которой сообщал, что он вынужден атаковать нейтральную бухту в 16.00, если русские корабли не сдадутся или не выйдут в открытое море к полудню.

В 9.30 об этой телеграмме стало известно капитану 1-го ранга Рудневу на борту английского корабля «Talbot». После короткого совещания с офицерами было принято решение покинуть бухту и дать бой японской эскадре.

В 11.20 минут «Кореец» и «Варяг» покидали бухту. На иностранных судах нейтральных держав все команды были построены и провожали русских героев громким «Ура!» на верную смерть. На «Варяге» оркестр исполнял национальные гимны тех стран, моряки которых салютовали храбрости русского оружия.

Японские крейсера располагались боевым строем у о. Ричи, прикрывая оба возможных выхода в море. За японскими крейсерами располагались миноносцы. 11.30 минут крейсера «Асама» и «Чиода» начали движение навстречу русским кораблям, за ними следовали крейсера «Нанива» и «Ниитака». Адмирал Сотокити предложил русским сдаться, ни с «Варяга», ни с «Корейца» на это предложение не ответили.

11.47 минут на «Варяге» из-за точных попаданий японских снарядов начинается пожар на палубе, который удается потушить, повреждены несколько орудий. Есть убитые и раненые. Капитан Руднев контужен, тяжело ранен в спину, но остается в строю рулевой Снигирев.

В 12.05 на «Варяге» оказались повреждены рулевые механизмы. Было принято решение дать полный назад, продолжая вести огонь по японским кораблям. «Варягу» удалось вывести из строя кормовую башню и мостик крейсера «Асама», который вынужден был прекратить и начать ремонтные работы. Также были повреждены орудия на двух других крейсерах, а один миноносец был затоплен. Всего японцы потеряли убитыми 30 человек, русские убитыми 31 человека, ранеными 188.

В 12.20 «Варяг» получил две пробоины, после чего было принято решение вернуться в Чемульпо, исправить повреждения и продолжить бой. Однако уже в 12.45 надежды исправить повреждения большинства корабельных орудий не оправдались. Руднев решил затопить корабль, что и произошло в 18.05. Канонерская лодка «Кореец» была повреждена двумя взрывами и также затоплена.