Утром 5 ноября на подходах к крымским берегам стояла тихая погода, легкий туман ограничивал видимость 3040 кабельтовыми, особенно плохим горизонт был в норд-вестовой
четверти как раз в направлении Севастополя. Эбергардт держал флот в походном порядке. В 3,5 милях впереди главных сил располагалась завеса крейсеров: в центре «Алмаз», справа «Память Меркурия» под флагом контр-адмирала А.Е. Покровского, слева «Кагул». Кильватерную колонну линейных кораблей составляли «Евстафий» (флаг командующего флотом, командир капитан 1 ранга В.И. Галанин), «Иоанн Златоуст» (капитан 1 ранга Ф.А. Винтер), «Пантелеймон» (флаг начальника дивизии линейных кораблей вице-адмирала П.И. Новицкого, капитан I ранга М.И. Каськов), «Три Святителя» (флаг начальника 2-й бригады линейных кораблей контр-адмирала Н.С. Путятина, капитан 1 ранга В.К. Лукин) и «Ростислав» (капитан 1 ранга К.А. Порембский). Позади линейных кораблей в двух кильватерных колоннах шли 13 эскадренных миноносцев три новых типа «Дерзкий» и 10 «угольных». Эскадренные миноносцы вел начальник Минной бригады капитан 1 ранга М.П.Саблин, державший брейд-вымпел на «Гневном» головном корабле правой колонны.
Походный порядок Черноморского флота не в полной мере соответствовал обстановке: сравнительно тихоходные крейсеры (подобную завесу крейсеров Гранд-Флита англичане применят в Ютландском сражении в 1916 году) были подставлены под внезапный удар противника, а лучшие эскадренные миноносцы не могли быстро выйти в торпедную атаку.
Соотношение главных сил в целом складывалось в пользу русских, имевших пять линейных кораблей против одного «Гебена» (см. таблицу). 305-мм орудия русских кораблей стреляли снарядами массой 332 кг (фугасные) и 380 кг (бронебойные), 280-мм орудия «Гебена» снарядами массой 300 кг. Бортовой залп черноморской дивизии линкоров усиливали также 35 орудий среднего калибра (152 и 203 мм), а германского крейсера всего шесть 150-мм пушек.
Однако «Гебен», более крупный, современный и лучше защищенный (толщина брони главного пояса 270 мм против 229 мм на линкорах типа «Евстафий»), превосходил русские корабли также в скорости стрельбы. При этом, учитывая фактор времени скоротечность артиллерийского боя, боевую мощь сравнительно устаревших «Трех Святителей» и «Ростислава» можно было и вовсе не принимать в расчет.
Именно так и рассуждало русское командование, которое еще до войны отрабатывало особую организацию стрельбы 1-й бригады «Евстафия», «Иоанна Златоуста» и «Пантелеймона» на случай ее встречи с дредноутами. Управление огнем при стрельбе по одной цели осуществлялось централизованно со среднего корабля в строю («Иоанна Златоуста»). Команды передавались особым кодом по радио с помощью особых антенн, выстреливаемых на специальных бамбучинах по бортам. На учебных бригадных стрельбах обычно достигали вполне удовлетворительных результатов, причем получались одновременные шестиорудийные залпы всех трех кораблей по одному выстрелу из каждой башни.
Для бригады линейных кораблей предпочтительным был бой в условиях хорошей видимости и на дистанциях 80100 кабельтовых. Сами черноморцы считали, что им «выгодно подбить Гебен на больших дистанциях, где немцы не умеют стрелять вовсе». В тумане трудности централизованного управления огнем и прочие случайности неизбежны, а каждый удачный выстрел «Гебена» имел бы серьезные последствия для русских кораблей, спроектированных на 10 лет ранее. Зато и германскому крейсеру грозила внезапная встреча с эскадренными миноносцами. Действительность же, как это обычно бывает, опровергла самые строгие предположения и расчеты.
Около 11 ч 40 мин, находясь в 45 милях от мыса Херсонес почти напротив мыса Сарыч, «Алмаз» сигнализировал прожектором на «Евстафий» о том, что наблюдает «большой дым». Несколько ранее германские крейсеры, нарушив из-за тумана условленное радиомолчание, вышли в эфир для согласования своих действий, и их переговоры прослушивались радистами русских кораблей. Спустя несколько минут «Алмаз» обнаружили с «Бреслау», и «Гебен», развив полный ход, повернул прямо на противника.
Адмирал Эбергардт также распорядился увеличить ход до 14 уз, приказав своим кораблям уменьшить интервалы и подтянуться. С мостика «Евстафия» справа по курсу в 8090 кабельтовых заметили дым. По докладу старшего артиллериста лейтенанта A.M. Невинского командир флагманского корабля капитан 1 ранга В.И. Галанин предложил адмиралу перевести главные силы в строй фронта, чтобы при появлении неприятеля быстрее построить боевой порядок на выгодном курсовом угле. Но А.А. Эбергардт посчитал, что маневрировать еще рано, и только спустя несколько минут, после повторного напоминания, приказал повернуть последовательно на восемь румбов влево.
В это время русские
крейсеры поспешно занимали предназначенные им места: «Кагул» в голове строя, «Память Меркурия» в хвосте, а «Алмаз» уходил за линию главных сил. Эскадренные миноносцы устремились вперед на левый траверз линейных кораблей.
Напрасно флагманский артиллерист флота старший лейтенант Д.Б. Колечицкий по семафору пытался перевести управление на «Евстафии». «Иоанн Златоуст» продолжал стрелять самостоятельно, почти наугад, с неверной установкой прицела. Не лучше обстояло дело на других кораблях. «Пантелеймон» из-за дыма и мглы вообще ничего не видел и огня главным калибром не открывал. «Три Святителя» стрелял по неверным установкам «Иоанна Златоуста», а командир отставшего «Ростислава» капитан I ранга К.А. Порембский «согласно общей директиве о бое и плохой видимости», не открывая огня по «Гебену», обстрелял «Бреслау». Таким образом, бой с «Гебеном» фактически вел один «Евстафии».