1904年10月，俄第二太平洋舰队启航远征，沙皇亲自到码头为舰队送行，指望这支舰队能扭转战局。但直到当年12月底，第二太平洋舰队才绕过好望角，进入印度洋。几天后，就传来旅顺口失陷的噩耗。
沙皇为挽救残局，又令波罗的海舰队组成“第三太平洋舰队”，随第二太平洋舰队出征。这支舰队状况更差，甚至包括一些残旧军舰，有人把这些旧军舰称为“旧式胶皮套鞋”。
1905年5月，俄军第二太平洋舰队与第三太平洋舰队在越南西贡湾会合。这支联合舰队虽有38艘舰船，但经过为时7个月、行程一万多公里的远航，早已疲惫不堪。1905年5月27日，俄国舰队行至对马海峡时，遭遇东乡平八郎指挥的日本联合舰队的突然袭击。俄舰仓促应战。经过两天海战，俄舰队不敌，被日军一举击溃。至此，沙俄再也无力挽回败局。
日俄战争历时19个月，俄军参战兵力达120余万，损失20余万，并损失了三支舰队近百艘战舰。日军参战总兵力达109万人，也损失20余万人，虽取得了战场优势，但无力继续扩张战果。因双方已无力再战。于是，便由美国总统西奥多·罗斯福出面调停，日俄双方在美国朴茨矛斯议和，于1905年9月5日签订了《朴茨茅斯和约》。和约规定：俄国承认日本在朝鲜拥有政治、经济和军事特权；俄把对中国辽东半岛的租借权转让给日本；割让库页岛南部给日本。日俄战争后，日本正式跻身于帝国主义强国行列。中国东北则出现日本控制南部、沙俄控制北部的复杂局面。