Серьёзные повреждения, причинённые крейсеру, и значительное снижение его боеспособности (на корабле оставалось не так много исправных орудий) вынудили Руднева дать приказ к отходу. Сделав поворот, «Варяг» полным ходом пошёл к причалу порта, продолжая отстреливаться левым бортом и кормовыми орудиями. «Кореец» последовал за крейсером и прикрывал его сначала огнём левого 8-дюймового и кормового 6-дюймового орудий, а потом только кормовым огнём. Из имевшихся на борту устаревших 9-фунтовых пушек сделали три выстрела, но вследствие того, что снаряды не долетали до цели, стрельбу прекратили.
В 12:30 капитан крейсера «Асама» Рокуро Ясиро дал команду отделиться от основного отряда и полным ходом преследовать «Варяг». К «Асаме» присоединился ещё один японский крейсер. Погоня продолжалась около 15 минут. Когда дистанция между противниками сократилась до 30 кабельтовых (более 5 километров), японский командир
наблюдал попадание в русский корабль. Последние выстрелы, сделанные из носового барбета «Асамы», вызвали на «Варяге» пожар в кормовой части. Командир «Асамы» имел намерение идти на таран русского крейсера. Однако последний находился уже в нейтральной зоне, среди иностранных судов. Поэтому два японских крейсера были вынуждены вернуться к эскадре. В 13:40 весь морской отряд контр-адмирала Уриу выстроился к западу от входа в гавань.
Сотокити Уриу не сомневался в скором пленении русских моряков. «Во всяком случае, размышлял он, наблюдая с флагмана за передвижением противника, этих упрямцев вынудят сдаться в плен гайдзины сёугуны командиры иностранных судов». Но командующий японской эскадрой просчитался...
На крейсере «Варяг» из экипажа в 580 человек потери команды составили: убитых 1 офицер и 30 матросов, раненых и контуженых 6 офицеров и 85 матросов, ещё около 100 человек получили лёгкие ранения. Канонерская лодка «Кореец» потерь не имела.
Не желая давать неприятелю возможности одержать победу над полуразрушенным крейсером, Руднев в 13:35 отправился на французском катере к английскому крейсеру «Тэлбот», на борту которого заявил о намерении уничтожить «Варяг» из-за его полной непригодности. Он получил согласие на перевоз команды на иностранные суда, но их командиры попросили не взрывать русский крейсер, чтобы не подвергать опасности свои корабли. Тогда Руднев решил затопить «Варяг». По возвращении на крейсер (прошло всего 15 минут), он сообщил о своём решении собранию офицеров, которые единогласно признали этот выход единственным. После этого к русскому крейсеру подошли шлюпки с французского, английского и итальянского кораблей. Американский авизо «Виксбург», хотя и прислал врача для перевязки, но принять людей с тонущего крейсера отказался из-за отсутствия разрешения от своего военного министра. Услуги американского врача были отклонены. Началась погрузка раненых, а затем и остальной команды. Больше всех принял на свой борт французский крейсер «Паскаль» 352 человека. Англичане забрали 235 русских, итальянцы 178.
Между тем командир канонерской лодки «Кореец» капитан 2-го ранга Г. П. Беляев, получив от В. Ф. Руднева извещение о предполагаемом затоплении крейсера (его доставил, несмотря на ранение, мичман Василий Балк), собрал офицеров на совещание, где заявил:
Господа офицеры, предстоящий через полчаса бой, как вы понимаете, будет неравным, вызовет напрасное кровопролитие, а может быть и гибель всей команды, причём мы даже не имеем возможности нанести вред неприятелю, а потому необходимо команду свезти на нейтральные суда, а лодку взорвать.