第二分隊四艘8000至9000噸級重巡洋艦，「海軍上將號」「奧斯利號」、「西索伊號」、「納瓦林號」。
第三分隊，旗艦21000噸級戰列艦「尼古拉一世號」，以及四艘老式13000噸級鐵甲戰列艦「海軍上將烏沙科夫號」、「海軍上將謝尼亞文號」、「海軍上將阿普拉克辛號」、「海軍上將阿芙樂爾號」。
第四分隊，旗艦為21000噸級戰列艦「蘇沃羅夫公爵號」，以及八艘5000噸級巡洋艦，「奧列格號」、「頓斯科伊號」、「莫諾馬赫號」、「德米特裡號」、「斯維特拉娜號」、「金剛寶石號」、「黑石珍珠號」、「綠光寶石號」。
另沙俄海軍聯合艦隊配有10餘艘驅逐艦，8艘大型輔助艦，整個沙俄海軍聯合艦隊可以說整容極為龐大，總噸位高達45萬噸，但也是沙俄海軍全部的主力戰艦，也就是說尼古拉二世準備背水一戰。
遠東黃海艦隊的主要構成為：
第一戰鬥分隊，旗艦：18000噸級改進版泰山級鐵甲戰列艦「北京號」，配備6艘14000噸黃河級戰列艦「哈爾濱號」、「瀋陽號」、「長春號」、「石家莊號」、「呼和浩特號」、「烏魯木齊號」。
第二戰鬥分隊：旗艦16000噸泰山級戰列艦「天津號」，配備6艘黃河級戰列艦「蘭州號」、「昆明號」、「成都號」、「西安號」、「西寧號」、「鄭州號」。
第三戰鬥分隊：旗艦16000級泰山鐵甲戰列艦「上海號」，配備3艘8000噸長江級重巡洋艦「黃山號」、「廬山號」、「雁蕩山號」，以及四艘4000噸百川級輕巡洋艦「常德號」、「湘潭號」、「株洲號」、「岳陽號」。
第四戰鬥分隊，旗艦改進型16000噸黃河級鐵甲戰列艦「杭州號」，配備15艘3000噸華夏級驅逐艦，「寧波號」、「紹興號」、「嘉興號」、「溫州號」、「義烏號」、「舟山號」、「湖州號」、「金華號」、「麗水號」、「台州號」、「衡州號」、「瑞安號」、「樂清號」、「慈溪號」、「建德號」。
第五戰鬥分隊，旗艦改進型16000噸黃河級鐵甲戰列艦「武漢號」，配備15艘3000噸華夏級驅逐艦，「黃石號」、「襄陽號」、「咸寧號」、「孝感號」、「鄂州號」、「黃岡號」、「荊州號」、「宜昌號」、「十堰號」、「隨州號」、「荊門號」、「神農架號」、「仙桃號」、「潛江號」、「天門號」。
第六戰鬥分隊，旗艦改進型18000噸泰山級鐵甲戰列艦「重慶號」，配備四艘黃河級戰列艦，「拉薩號」、「銀川號」、「香港號」、「澳門號」，以及5艘長江級重巡洋艦，「五台山號」、「九華山號」、「峨眉山號」、「普陀山號」、「梵淨山」。
另有劍魚、電魚兩支潛艇編隊，以及45艘千噸級魚雷艇和三艘大型補給船。
雖然在八國聯軍事件中，遠東海軍曾重創沙俄海軍亞洲艦隊，可是沙俄海軍主力依然健在，所以沙俄海軍在世界海軍的排行榜上列第4位，這次派往與遠東軍團作戰的更是一支無比強大的海軍艦隊，這支由亞洲艦隊和公海艦隊組成的特混編隊，共有多達32艘萬噸級戰列艦。
但任何事情都不能只看表面現象，實際上，沙俄海軍這支聯合艦隊存在著極大的問題：第一就是海軍艦隊最常見的問題之一，新舊戰艦不一，編隊航速相對較低，而且部分水兵對於新式海上軍艦的設備還不完全熟悉；第二由於沙俄聯合艦隊是從北部的海港出發前往遠東地區作戰，途中必須經過一段漫長的過程，航程近1800海里，這麼漫長的航行對戰艦、以及參戰水兵的損害均極大，整個艦隊減員十分嚴重，士氣也極為低彌。
同時在航行過程中，沙俄聯合艦隊可以得到加煤的港口很少，只得把軍艦上一些能裝的地方都裝上了煤，這與法國公海艦隊遠赴南亞，向遠東海軍作戰的情況一樣，結果必然造成整個艦隊的航速更慢、水兵的生活環境變得異常惡劣，第三在沙俄聯合海軍艦隊出發之前，沙俄國內的局勢一直處於不穩定狀態，這也大大影響已經波及到了水兵，使得沙俄聯合海軍艦隊中不少人心浮動，充滿著厭戰、畏戰的情緒；第四沙俄海軍艦隊由於是臨時拼湊而成，再加上缺乏磨合訓練，水兵們且有嚴重的恐懼心理，一路上還常常草木皆兵。
第五沙俄聯合海軍軍艦表面上看起來十分強大，但是從戰艦的火炮射速，遠遠落後於遠東大量的新式戰艦，在加上炮彈質量也很差，此時沙俄海軍戰艦的炮彈平均裝彈藥15磅，而遠東炮彈一般為105磅，在大規模海戰之中，如果經常出現炮彈不爆炸的情況，後果可想而知……
這種種的一切，似乎注定了沙俄聯合海軍艦隊的最終命運，所以在海戰開始以後，沙俄聯合海軍艦隊就接連失利，雖然擁有傑出的海軍將領，可是為了扭轉對遠東海軍艦隊作戰的不利局勢，重新奪回遠東地區的制海權，沙俄國王尼古拉二世政府決定在次增加艦隊，並且組建出一支新的特混艦隊，前往遠東地區支援。
但這支艦隊，足足費時2個月才完成，雖然由沙俄海軍大西洋艦隊中7艘萬噸級戰列艦，6艘鐵甲重巡洋艦，以及9艘大型驅逐艦，及一些輔助艦船組成的艦隊，被命名為聯合第2艦隊，由羅日傑斯中將統帥，最後還是踏上了一條不歸的航程。
而遠東黃海艦隊的情況完全是另外一種情況，經歷了甲午海戰和兩次黃海之戰，又在南海與法國公海艦隊的海戰，整個遠東黃海艦隊的士氣異常旺盛，再加上對沙俄聯合海軍艦隊的首戰大捷，艦隊中的官兵上下一心，除了擁有充足的戰鬥經驗和日常訓練有素，為了迎接即將到來的全面海戰，遠東黃海艦隊還進行了近似瘋狂的加急訓練，短短一個星期的時間，練習實彈就幾乎用掉儲備炮彈的一半，同時從黃海艦隊的總噸位、航速、火炮射速、先進程度等多個方面上，遠東黃海艦隊也佔有明顯的優勢。