На броненосце погибло 650 человек, в том числе командующий флотом Тихого океана вице-адмирал С.О. Макаров и художник В.В. Верещагин.
31 марта (13 апреля) «Петропавловск» вышел из Порт-Артура в составе отряда для поддержки возвращавшихся из экспедиции миноносцев, которые были обстреляны неприятелем. На обратном пути, идя во главе эскадры, он наткнулся на мину, поставленную противником накануне. В 9 часов 43 минуты у правого борта броненосца раздался взрыв, затем последовал второй, вырос громадный столб черного дыма, и «Петропавловск», объятый пламенем, затонул, погрузившись носом в воду. Спасти удалось лишь 7 офицеров и 73 матроса. В числе спасенных оказался и Великий князь Кирилл Владимирович, офицер Российского флота.
Трагическая гибель вице-адмирала С.О. Макарова коренным образом повлияла на ход военных действий на море. После 13 апреля флотом командовал контр-адмирал Е.И. Алексеев, а затем контр-адмирал В.К. Витгефт. Инициатива на море вновь и окончательно перешла в руки противника.
