Вскоре к нему присоединились еще два японских «истребителя». После двух часов погони машинная команда окончательно измоталась. Уже около 20 часов люди находились на вахте. Кочегары падали в обмороки, а у некоторых начались судороги. Несмотря на это, ход миноносца был доведен до 25 узлов, и «Сирануи» стал отставать, но тут со стороны о.  Цросан появился японский миноносец N 63, включившийся в погоню. Положение «Громкого» становилось критическим, угля на миноносце осталось около 40 тонн, в то время как миноносцу вновь приходилось форсировать ход. Это было чревато тем, что он рисковал остаться через непродолжительное время совсем без топлива. Вскоре миноносец N 63 открыл огонь. Капитан 2 ранга Керн, опасаясь попасть «в два огня» с «Сирануи» и N 63, решил атаковать один из миноносцев минами. Круто развернувшись, «Громкий» устремился на ближайший миноносец и, пользуясь растерянностью последнего, подошел к нему на расстояние менее полутора кабельтовых. Но, видимо, военное счастье в этот день окончательно отвернулось от русских моряков. Одна из выпущенных «Громким» мин, ударившись хвостовой частью о борт миноносца, затонула, другая была отбита кильватерной струей японского корабля и прошла мимо цели. Этот маневр обошелся «Громкому» дорого. Сблизившись с неприятелем, он попал под сосредоточенный огонь двух японских миноносцев. Японские снаряды вывели из строя котел N 4, а затем N 3. Скорость миноносца упала до 16 узлов, после чего неприятель без особого труда поставил «Громкий» в два огня. Начался форменный расстрел русского миноносца. Но, несмотря на шквальный огонь, команда миноносца продолжала сражаться. Вскоре артиллерийские погреба оказались затопленными, из всей артиллерии действовали лишь два 47-мм орудия, достреливавшие оставшийся на палубе боезапас. Около 12 часов японский снаряд попал в стопорный клапан котла N 2, «Громкий» остался под одним котлом, пар в котором катастрофически садился. К этому времени миноносец имел 8 подводных пробоин и сел «фута на два с креном на правый борт». Вскоре вышло из строя еще одно орудие. Видя безвыходность положения, командир миноносца капитан 2 ранга Керн приказал затопить корабль. Выполняя приказ командира, судовой механик Сакс с помощью машинного кондуктора Петрова и квартирмейстеров Кагушева и Щенникова сбили клинкеты проточных труб холодильников (конденсаторов), после чего открыли кингстоны машинного и кормового кочегарного отделений. Когда вода покрыла крышки клинкетов, Сакс приказал покинуть машинное отделение и носовую кочегарку и доложил командиру, что миноносец скоро затонет. Пользуясь беспомощным положением «Громкого», японцы сблизились с ним на расстояние до 2 каб. и, зайдя с кормы, продольными залпами буквально засыпали русский миноносец снарядами. В этот момент боя потери на «Громком» были самыми большими. Неприятель сбил гафель с флагом. Мичман Потемкин, управляющий огнем последней пушки, приказал поднять стеньговый флаг на фок-мачте, что под шквальным огнем неприятеля выполнил сигнальщик Скородумов. Отдав команду, спасаться «кто как может», командир миноносца капитан 2 ранга Керн сразу же был сражен неприятельским снарядом. Вскоре закончились снаряды у последнего орудия. Как только миноносец прекратил огонь, японцы спустили шлюпки для спасения русских моряков, плававших возле медленно погружавшегося в воду разбитого корпуса «Громкого». Подойдя к борту «Громкого», японцы сняли с него тяжелораненых, после чего миноносец лег на правый борт и затонул, имея на фок-мачте Андреевский флаг. Хотя русских пленных держали на верхней палубе, но им все же удалось узнать, что у японцев было три убитых и семь раненых, кроме того, на «Сирануи» оказалась сбитой шлюпбалка, миноносец имел несколько небольших надводных и две подводные пробоины. Правая машина лишилась цилиндра, так как осколок русского снаряда попал в золотниковую коробку. Все повреждения были в основном от 75-мм снарядов. По мнению японского генерального штаба, «неприятель храбро сражался..., снаряды его ложились хорошо, и в «Сирануи» попало свыше 20 штук...».