Для охраны с берега в бухту были переброшены три полевые пушки с небольшим комплектом снарядов.
Посредине бухты стоял «Севастополь». Левее него рядом поместилась канонерка «Отваж¬ный», еще ближе к берегу портовый буксир «Силач». У самых скал мотался на волне миноносец «Сторожевой». Вправо от броненосца в одну линию вытянулись «Серди¬тый», «Статный», «Скорый», «Строгий», «Смелый» и «Властный» - все, что осталось от флотилии артурских миноносцев.
Некомплект экипажа броненосца (на борту было всего 100 человек) не позволил сначала даже откинуть противоторпедные сети, но плохая погода в ту ночь исключала атаки японских миноносцев. Днем на корабль добавили до 300 человек команды и нескольких офицеров, установили сетевое заграждение, приступили к погрузке угля и боезапаса, а также начали сооружать вокруг броненосца плавучий бон, ранее защищавший вход в гавань. Так как сети не могли прикрыть оконечности из-за отсутствия там соответствующего рангоута (выстрелов), носовую часть защитили навесными сетями, а корма осталась без защиты. Н.О.Эссен планировал в одну из ближайших ночей прорвать блокаду и пойти на соединение со 2-й Тихоокеанской эскадрой, находившейся в те дни у о. Мадагаскар. Выход «Севастополя» остался незамеченным для японцев, и они с утра 26 ноября выпустили по месту старой его стоянки свыше 300 280-мм снарядов. Но уже днем, когда погода прояснилась, броненосец был замечен японцами с наблюдательных пунктов на высотах, и адмирал Х.Того, опасаясь прорыва «Севастополя», решил атаковать его миноносцами, держась с главными силами к югу от Порт-Артура.
В ночь на 27 ноября 6 японских миноносцев 9-го и 15-го отрядов выпустили торпеды с большой дистанции, так что на «Севастополе» этого даже не заметили. В следующую ночь посланные в атаку 10, 14, 15-й и 20-й отряды были вынуждены вернуться в базу из-за сильного северного ветра. Плохая погода помешала японцам и в ночь на 29 ноября, когда 3 миноносца 15-го отряда и два судна партии заграждения снова издалека выпустили в сторону «Севастополя» торпеды. Броненосец вместе со стоявшими в охранении канлодкой «Отважный» и 7 миноносцами - последними кораблями некогда сильной эскадры - изредка открывал огонь по мелькавшим за пеленой снега силуэтам.
Убедившись в бесполезной трате торпед в таких атаках, японцы перешли к более решительным действиям. В последнюю ночь на 31 ноября 7 миноносцев 14-го и 20-го отрядов и 2 минных катера (с «Микасы» и «Фудзи») под сильным огнем русских кораблей и береговых батарей прорвались в бухту. Из дюжины выпущенных торпед две попали в сетевое заграждение вокруг броненосца (бон еще не был готов): одна застряла в сетях и, не взорвавшись, затонула, но взрыв другой - в навесной носовой сети - вызвал трещины в подводной обшивке, из-за чего заполнилось водой отделение подводных минных аппаратов. Утром трещины заделали деревянным пластырем, и поврежденный отсек был полностью осушен в тот же день. Два японских миноносца 20-го отряда и оба катера были повреждены огнем с «Севастополя». Той же ночью японский крейсер «Такасаго», несший блокадную службу, подорвался на минном заграждении, выставленном в ночь на 14 августа эскадренным миноносцем «Сердитый» вблизи Порт-Артура. Погибло 23 офицера и 251 человек команды.
Ночью 1 декабря была проведена четвертая атака японских миноносцев (10,6-й и 12-й отряды) на эскадренный броненосец «Севастополь».
Вследствие пурги большая часть миноносцев потеряла друг друга, и только четыре («№ 40», «№ 42», «№ 52» и «№ 58») дошли до бухты Белый Волк и с дальней дистанции выпустили свои торпеды по едва заметному силуэту броненосца без всякого результата. За время этой операции погиб, взорвавшись на плавающей мине заграждения, японский миноносец «№ 53» со всем экипажем (3 офицера и 15 матросов).
В ночь на 2 декабря, пятая атака японских миноносцев на эскадренный броненосец «Севастополь», в которой участвовали буквально все оставшиеся в распоряжении японского командующего флотом миноносцы (2, 6, 9, 10,12,14,15,16, 21 -и отряды - всего 23 единицы и минный катер с «Фудзи»). По кораблю было выпущено около 30 торпед, пять из них попали в противоторпедные сети броненосца (из них четыре взорвались). Взрыва одной из них - опять в носовой навесной сети, спущенной перед тараном,- была повреждена обшивка корпуса, и таранное отделение заполнилось водой. Во время этих атак минный катер с эскадренного броненосца «Победа» под командой квартирмейстера Апалинова, находясь в сторожевой цепи, атаковал в упор один из японских миноносцев торпедой, в результате чего миноносец быстро затонул.
Второй миноносец «№ 42» - был добит торпедой с миноносца «Сердитый» (командир - лейтенант С.И. Дмитриев). Этот миноносец прорвался к «Севастополю» ближе всех. В тысяче метров от броненосца он выпустил торпеду, но тут же был поражен снарядом в машинное отделение и остановился. Далее попадания в него следовали одно за другим, и японцы после неудачной попытки буксировки бросили его, сняв оставшихся членов экипажа. На миноносце погибли его командир лейтенант Накабори и 7 матросов, а всего японцы в эту ночь потеряли 10 человек убитыми и 14 ранеными. Получили сильные повреждения миноносцы «Аотака», «Цубаме», «Чидори», «Касасаги», «Хато», «№ 49», «№ 58» и ряд других. Отражая атаку, «Севастополь» выпустил 9 305-мм снарядов и 41 152-миллиметровый. Утром на берегу нашли 15 японских торпед, из которых для нужд крепости извлекли до полутора тонн пироксилина и мелинита.
Днем 2 декабря от навесного попадания 11 дюймового японского снаряда затонул в восточном бассейне порт-артурской гавани минный крейсер «Всадник».
В ночь на 3 декабря началась шестая атака японских миноносцев на эскадренный броненосец «Севастополь» в числе 3 отрядов (9 миноносцев).
В отличие от предыдущих атак на этот раз миноносцы производили атаки с разных направлений, что привело к тому, что в броненосец попало три торпеды; из них одна взорвалась в сетях бона и повреждений не причинила, вторая - в бортовой противоторпедной сети в середине корабля и повредила обшивку, в результате чего заполнились водой несколько отсеков правого борта, наконец третья попала в неприкрытую сетями кормовую часть корабля и взрывом произвела сильные разрушения в корме с пробоиной в 6 м длиной и 3 м шириной. Кормовые отсеки заполнились водой, и корабль осел кормой на 0,75 м. Чтобы предупредить затопление броненосца на глубине, командир придвинул корабль к берегу до глубины, где корма села на грунт.
Атаки японских миноносцев, продолжавшиеся до 4 часов утра, не ограничились лишь нападением на эскадренный броненосец «Севастополь». Пользуясь падавшим густым снегом, миноносцы противника старались подойти и к находившимся вблизи эскадренного броненосца «Севастополь» миноносцам. Одному из них это удалось, и около 4 часов им были выпущены две торпеды, из которых одна взорвалась в носовой части эскадренного миноносца «Сторожевой» (лейтенант Непенин). Нос стал погружаться, и командир решил отойти к берегу, чтобы посадить миноносец на грунт. С помощью машины это удалось сделать, и корабль был установлен на грунте на ровный киль.
Попытка атаковать второй сторожевой миноносец «Бойкий» (лейтенант Гадд) успеха не имела. Из нескольких выпущенных в него торпед три прошли вдоль самого борта, а одна ударила о скулу, но не взорвалась.
Всего в ходе этих атак японцы выпустили по «Севастополю» около 80 торпед. Огнем русского броненосца и прикрывавших его кораблей и береговых батарей, не считая потопленных миноносцев № 42 и № 53, были серьезно повреждены миноносцы «Аотака», «Кари», «Цубаме», «Хато», «Манадзуру», № 44, 46, 49, 56, 58, 60, 62, 64 (некоторые из них в строй до конца войны не вводились). Во время последней атаки был убит начальник 21-го отряда миноносцев капитан-лейтенант Эзои, а всего погибло 5 офицеров и 30 нижних чинов.
С артурской эскадрой было покончено.
Но моряки сошедшие с кораблей на берег продолжали сражаться на сухопутном фронте.
Десантная полурота с эскадренного броненосца «Победа» под командой мичмана Витгефта и взвода с эскадренного броненосца «Пересвет» под командой прапорщика флота Семенова приняла участие в защите форта № 2.
В течение 5 декабря, находясь под непрерывным обстрелом противника, и в особенности под огнем минометов, морские части, насчитывавшие утром 108 человек, потеряли к вечеру убитыми и ранеными 101 человека, а мичман Витгефт был контужен в голову. Столь же большие потери и среди остального гарнизона вынудили командование отдать приказание об оставлении форта, причем отход его прикрывался горстью уцелевших на форте моряков.
Матросы и офицеры из команды крейсера «Баян» принимали участие в боях у Сигнальной горки, Курганной батареи, на Большом Орлином гнезде и Высокой горе. Жестокая борьба с врагом потребовала немалых жертв - за все время обороны Порт-Артура экипаж крейсера потерял убитыми 75 и ранеными более 200 нижних чинов.
Имея возможность наблюдать за состоянием броненосца с господствующих высот, японцы сочли его небоеспособным и, не желая больше рисковать своими миноносцами, прекратили атаки. За эту последнюю операцию японского флота под Порт-Артуром адмирал Того получил благодарственный рескрипт от императора.
Но «Севастополь» было еще рано сбрасывать со счетов. В ходе последовавшего затишья на броненосце осмотрели пробоины и приступили к изготовлению пластырей. Спущенные за борт водолазы обнаружили в корме пробоину размером 5,5x2,7 м и серьезное повреждение рубашки дейдвудной трубы, через которую проходил гребной вал. По выражению Н.О.Эссена, «корабль тек, как решето»; крен его, несмотря на затопление отсеков неповрежденного левого борта, доходил до 8 градусов. С приливом вода внутри сидящего кормой на мели броненосца прибывала, с отливом - убывала. В этой ситуации, когда надежды на выход в море пришлось оставить, экипаж «Севастополя» сосредоточил усилия на защите оставшихся фортов Порт-Артура. Сам Н.О.Эссен был назначен начальником Ляотешанского отдела обороны крепости. После временной заделки пробоин и выпрямления крена «Севастополь» снова открыл перекидной огонь по позициям противника. В ответ японцы, уже не имевшие под Порт-Артуром крупных кораблей, ушедших на ремонт в Японию, возобновили обстрел корабля из 150-мм орудий, добившись 10 попаданий.
Последнюю стрельбу «Севастополь» провел 19 декабря, а вечером был получен приказ начальника отряда о затоплении оставшихся на плаву судов в связи с капитуляцией крепости. На следующий день броненосец, несмотря на полученные повреждения (руль не действовал, шпиль сломан) и наличие всего 40 человек на борту, был выведен с помощью парохода «Силач» на глубокую воду и затоплен. При этом из-за невозможности развести бон его потащили вместе с кораблем. Перед погружением в воду «Севастополь» опрокинулся на правый борт и лег на дно кверху килем на 50-метровой глубине.
Из экипажа броненосца попали в плен 31 офицер и 507 матросов. Минному офицеру лейтенанту Басову удалось провезти через все японские кордоны Андреевский флаг, под которым «Севастополь» сражался в бою 26 июля. Этот флаг находился «в совершенно избитом виде от неприятельских осколков, но, как геройское знамя, его решено сохранить в память доблестного корабля в стенах колыбели русского флота - в здании Морского кадетского корпуса»
13 декабря во внутренней гавани Порт-Артура затонула канонерскоя лодка «Бобр», получившая навесные попадания нескольких 11 японских снарядов во время бомбардировки с сухопутного фронта.
