1895年甲午海战后，日本一举打破千百年来以中国为核心的东亚秩序，日本取代了中国成为东亚领袖，但此时的东亚绝非1840年前的隔绝世界，而早已是西方列强瓜分的目标。日本获得甲午海战胜利后不但打破了东亚原有的秩序，也打破了西方主宰亚洲的传统，尤其是日本获得高达2亿3000万两白银的赔偿和辽东、台湾等战略要地，这使得西方担心日本独占中国，会成为一个庞大的帝国，这绝对不符合西方的利益。为此，俄国、德国和法国联合对日本施加压力，刚刚经历甲午海战的日本此时无力与西方力强对抗，伊藤博文等日本权臣只好暂时妥协，这最终促使日本放弃辽东半岛。而俄国则更进一步，与1896年与李鸿章秘密签订条约，取得通过满洲修建西伯利亚铁路的权利。1898年3月27日，俄国再次胁迫清政府与之签订了《旅大租地条约》，规定俄国租借军港旅顺口、商港大连湾25年，同年5月7日，再次签订《旅大租地续约》。1903年，横贯北满的铁路干道和纵贯整个满洲的南满支线全部完工，铁路枢纽地哈尔滨俄国在中国东北的另一种要战略支撑点，而旅顺此时已经成为俄国在满洲和东北亚战略要塞和海军基地，至此，俄国已经基本控制了中国东北，并且其势力显然还在膨胀，接下来就是朝鲜。
俄国势力的这种迅猛膨胀对日本来说是个严重的威胁，日本在赢得甲午海战后已经成为一支与列强旗鼓相当的新兴势力，尤其是在得到巨额赔偿后日本迅速利用这笔钱扩充海军和发展经济，但日本向外扩张的空间已经十分有限，从方向来看只有两个，一是向北，一是向南，而东北亚已经成为俄国的势力范围，南方则是欧洲其他力强和美国的势力范围，向比较而言，俄国的势力较弱，而且俄国与英国在诸多方面矛盾重重，如果日本需要选择，那么只有俄国。
1900年，义和团运动爆发，俄国趁机大举进入满洲，并且已经开始染指朝鲜，这个过分招摇的举动立即引起了英国、美国的不安，更引起了日本的不满，日本在中国东北及朝鲜拥有大量的现实利益，对日本来说，如果任由俄国扩张必将损失整个东北亚，此时，日本已经意识到必将有一场对俄战争，为此，日本开始了充分的战争准备。
日本除了扩充军备外，还积极进行了外交准备，于1902年1月30日与英国签订盟约，这对日本来说非常重要，与英国的结盟意味着将获得这个世界霸主的支持，尽管英国不大可能在日俄战争中直接出兵干涉，但英国的中立就意味着欧洲的中立，日本就获得了一个单独对付俄国的机会，没有了后顾之忧。
1903年，当日本与俄国就中国东北和朝鲜问题的谈判破裂后，日本与俄国的战争已成定局，1904年2月8日日军偷袭旅顺口，不宣而战，日俄战争爆发。
战争开始后，俄国太平洋舰队接连失利，日本人在旅顺口把俄国著海军统帅马卡洛夫和其战舰一同送入了大海。日本基本取得了制海权，这导致俄国太平洋舰队躲在旅顺口内一直不敢出来，无奈之下，俄国只好命令波罗的海舰队组建一支特混舰队，前往远东，与太平洋舰队汇合，希望能一举打破日本的封锁。
俄国花费了4个月时间组建了这支特混远征舰队，包括7艘战列舰、6艘巡洋舰、9艘驱逐舰，及一些辅助舰船组成的舰队，被命名为太平洋第2舰队，由罗日杰斯特文斯基中将统帅，于1904年9月26日出航。这支舰队后来还汇合了被命名为太平洋第3舰队的另一支支援舰队，这使得这支特混舰队竟然有多达38艘战列舰，是一支壮观而庞大的海上编队。
但宏大的未必就是有效的，这支蔚为壮观的海上舰艇编队在海军战略家的眼中却十分令人担心，因为它过于杂乱了——这支远征舰队实际上更像是临时拼凑起来的，其中有些舰艇相当陈旧，并且维护保养似乎从来就没到位过；整个舰队航速相当低，这显然是受到了其中一些舰艇航速过低的限制；舰队中许多人员都是临时招募或者来自其他舰艇，缺乏训练，甚至很多人对舰船上的设备并不熟悉；另外，这支舰队需要经过漫长的航行，它从波罗的海出发，途中经过北海、大西洋、印度洋、中国海，需要220多天，航程近18000海里，相当于绕地球一圈，这种大半年的航行实际上会让船员感到身心疲惫，士气低落；还有，由于当时英国是日本的盟友，而英国又控制着世界大多数海洋，因此这支可怜的远征舰队竟然得不到任何英国控制下港口的补给支援，只好在船的每一个空间都塞满煤炭和给养，这不但更加降低了航速，而且也让这次旅途显得更加难熬。
对俄国人来说，这场漫长的旅途实际上更让他们心烦意乱，因为俄国竟然以为日本海军很可能对这支舰队进行拦截，因此只要海面上稍有风吹草动俄国舰队就立即开炮，结果与之擦肩而过的德国、法国、瑞典、挪威、英国普通民船都遭到过他的炮火。
而日本海军则与之成鲜明对比，日本联合舰队在甲午海战中树立了信心，并且日本为这场战争早已开始大规模训练，所有人员都经过严格的战术技术训练，联合舰队为了这场海战进行的实弹训练竟然耗费了日本炮弹储量的一半！而且，日本利用甲午海战后的战争赔款大规模扩充了舰队，添置了许多先进战舰，并且配备了当时先进的速射火炮，这种火炮的射程和威力已经超越了甲午海战时的火炮。尽管俄国舰队舰船数量占优，但日本联合舰队主力战舰的吨位却大于俄国主力战舰。
在这场海战中，日本取得胜利还有一个关键因素就是及时的情报和东乡平八郎正确的战略判断。早在俄国决定在波罗的海组建特遣舰队的时候，日本的谍报人员就已经将这支舰队的尽可能详细的情报源源不断地送往东京，这使得日本海军对俄国的这支舰队动向了如指掌。并且，东乡平八郎这位日本伟大的海军统帅还据此作出了正确的判断：依据俄国舰队在一些中立港口的补给情况，他断定俄国舰队的意图是通过对马海峡直接前往弗拉迪沃斯托克（海参崴）。于是1905年5月20日东乡下令，全舰队进入对马海峡，就在那里设伏。5月25日，俄国舰队从台湾附近出发，26日到达上海附近，27日清晨进入对马海峡，进入了日本舰队的设伏地。
27日清晨4时45分，日本辅助巡洋舰“信浓丸”首先发现了俄国舰队，5时5分，东乡下令全舰队出击，6时，日本舰队开始尾追俄国舰队，至中午11时15分双方开始进行小规模的炮战，但东乡没有立即扑上去，而是命令联合舰队就这样始终追击俄国舰队，这让俄国舰队神经紧张，不知道日本人会在什么时候突然发起攻击。于是，中午11时30分，俄国舰队司令罗日捷斯特文斯基下令改变阵形，希望在日本人开始攻击前作出一个相对有利的队形。他命令第一、第二分队加速到11节，行驶到另一个纵队前面，但他却愚蠢地没有同时下令另一纵队减速，结果导致整个俄国舰队的阵形陷入混乱。
下午1时30分，双方舰队之间的距离已经只有10海里，而这时俄国舰队的队形还没有恢复过来。1时55分，东乡平八郎见俄国舰队已经自行出现混乱，虽当机立断下令发出“皇国兴亡在此一战、各员奋励努力”信号。下午2时5分，东乡突然下令在俄国舰队前来一个大转弯，这样日本联合舰队就在俄国舰队前形成了一个巨大的“U”型，俄国人在战后才弄明白，原来这是联合舰队为了获得有利的战位而特意作出的一个违反常规的战术举动。
2时8分，被阻拦的俄国舰队旗舰“苏沃罗夫公爵”开始向日本舰队开火，2时11分，完成转向的日本舰队旗舰“三笠舰”发炮还击，这两艘旗舰就在仅仅双6000米的距离内开始互相轰击。
日本联合舰队的这次“U”型大转弯来的突然而且相当漂亮，并且完成的干脆利落，就如同进行了一场海航编队的体操表演，仅仅用16分钟时间就完成“U”型转向。紧接着，日本舰队按照平时针对俄国舰队的训练渐次采用抢占T字横头的战术穿过俄国舰队，集中向俄国先头战舰攻击。这次转弯在一开始显得有些不可思议，因为这样等于将舰队的头舰至于一个十分危险的境地，果然，在日本舰队的转向过程中，俄国舰队曾击伤了日本两艘装甲巡洋舰“出云”号和“浅间”号，但在转向完成后，俄国舰队就发现已经陷入了一个包围，日本舰队充分施展了其高航速、高射速、以及火炮弹药威力强大等诸多优势，在完成转弯后，在进行渐次抢占“T”字形的战斗中，俄国舰队旗舰“苏沃罗夫公爵”号遭到联合舰队几艘战舰的集中猛烈射击，而俄国其他战舰则由于处于不利的战位上一时无法有效支援旗舰。下午2时20分，“苏沃罗夫公爵”号船舵失灵，军舰失去控制，舰队司令罗日捷斯特文斯基也身受重伤，甲板上层建筑几乎没有一处没有遭到过炮击，终于“苏沃罗夫公爵”被迫退出战列，而且由于失去船舵只能在海面上漂浮。
本来就已经失去有利战位的俄国舰队此时又失去了统一指挥，而日本联合舰队此时则开始对俄国舰队进行十分有效的针对性攻击。俄国第二分队的旗舰“奥斯利亚比亚”竟然同时遭到6艘日本军舰的集中轰击，遭到重创，其后不久其舰艏吃水线附近被炮弹击中，下午3时30分左右沉没，全舰900名官兵仅有300余人获救。此后，俄国舰队主力战舰一艘接一艘遭到重创，战列舰“亚历山大三世”、“博罗季诺”、“鹰”、“西索依－维利基”先后遭到猛烈打击，毁损严重。
至下午4时左右，双方舰队由于交战中不断穿插航行，队形都已经混乱，进入混战状态。4时45分，日本第五、六战队加入到海战中，这让俄国舰队顿时更加困苦不堪，不久，俄国巡洋舰“斯维特拉娜”号被击沉，另一艘旧式巡洋舰“顿斯科伊”尽管击伤了日本的两艘巡洋舰，但由于遭6艘日本巡洋舰的围攻，最终为避免被俘只好自行凿沉。
俄国舰队已经根本不可能在突破联合舰队的包围，并且由于多艘主力战舰或沉没、或遭到重创，败局已定。“奥列格”、“阿芙乐尔”、“珍珠”及其他几艘驱逐舰、辅助船只好转向南方，向菲律宾方向撤退。
双方的主力舰在4时45分、5时30分又进行了两次大规模炮战，但此时俄国舰队主力舰已经损失相当惨重，再经过这两次炮战后3艘战列舰相继被击沉。至晚7时，“亚历山大三世”号战列舰沉没，舰员全部遇难，7时10分，“博罗季诺”号弹药库被日本“富士”号击中，发生大爆炸后迅速沉没，全舰官兵仅1人获救。此时仍然在海上漂浮的旗舰“苏沃罗夫公爵”还在不断遭受日本战舰的攻击，俄国驱逐舰“狂暴”号冒险靠近旗舰，企图接走舰上人员，但很快发现日本驱逐舰已经发射鱼雷为“苏沃罗夫公爵”号送葬，全舰仅幸存20人，其中包括舰队司令罗日捷斯特文斯基。
晚7时30分，东乡下令联合舰队所有主力战舰和其他所有重型战舰撤出战场，然后命令鱼雷艇和驱逐舰发起夜间攻击。
整整一夜，日本的21艘驱逐舰、37艘鱼雷艇向已经疲惫不堪的俄国舰队不间断地发起鱼雷攻击，这时俄国舰队平时训练的差异显著表现出来，俄国第三分队因接受过反鱼雷进攻训练，因而大都没有被击沉，而第二分队则很不幸，他们根本就没接受过多少反鱼雷训练，结果“西索伊－维利基”、“海军上将纳西莫夫”、“纳瓦林”先后被鱼雷击沉，装甲巡洋舰“莫诺马赫”损伤过重，于凌晨5时由舰员自行凿沉。
28日清晨5时过后，又经过一整夜袭击的俄国舰队已经狼狈不堪，但好在他们终于借助夜幕突出了日本舰队的包围，一条条伤痕累累的战舰开始朝海参崴方向行驶。然而，日本联合舰队并没有就此罢休，上午9时，这支残败的舰队竟然再次被日本舰队包围，这时俄国舰队已经完全无力再战了，不到2个小时，替代罗日捷斯特文斯基的俄国舰队司令的涅鲍加托夫海军少将决定投降。10时53分，“尼古拉一世”、“海军上将阿普拉克辛”、“海军上将谢尼亚文”、“鹰”等4艘战列舰先后发出投降信号，“鲁莽”号——上面载有舰队司令罗日捷斯特文斯基也发出了投降信号。但仍有部分战舰拒绝投降，“海军上将乌沙科夫”号坚决不投降，结果又遭到日本战舰的猛烈轰击，最后只好自行凿沉；巡洋舰“绿宝石”号虽然最终摆脱了日本舰队的包围，但在驶往海参崴的途中触礁，被舰员炸沉；此时俄国舰队已经全军覆灭，只有几艘分别逃往上海、马尼拉、马达加斯加等中立国港口，最终逃回海参崴的只有巡洋舰“金刚石”号和另2艘驱逐舰。对马海战至此结束。
对马海战是一场震惊世界的大海战，其规模之大为当时所罕见，俄国波罗的海舰队、太平洋舰队几乎被全歼，俄国一时之间几乎成为一个没有海军的国家！这场海战俄国共计损失达20多万吨，12艘战列舰中有8艘沉没、4艘被俘，8艘巡洋舰中有3艘沉没、1艘遇难、3艘被第三国扣留、仅1艘逃回海参崴；俄国阵亡4830人，被俘5917人，另有1862人在中立国被扣留。而日本的代价仅仅是3艘鱼雷艇沉没、117名官兵阵亡。
如果说日本在甲午海战中一举改变了东亚千百年来的传统秩序的话，那么对马海战就使得日本从此奠定了与欧美平起平坐的地位。相反，俄国输掉了这场海战，也在输掉了整个日俄战争，不得不接受美国的调停，1905年9月5日，双方签订《朴次茅斯和约》，和约规定，俄国承认日本在朝鲜的利益，放弃俄国在中国东北的利益，并将库页岛南部割让给日本，把辽东半岛租借权转交给日本，日俄战争正式结束。
对海战史来说，对马海战是人类进入蒸汽铁甲舰时代以来进行的规模最大的一次海战，海战中双方战列舰发挥出的决定性作用令人印象深刻，由此世界海军开始奉行“巨舰大炮”战略，而东乡平八郎出色的海军战术也对后世产生了重要影响。