Когда вскоре после полуночи 8 августа севернее Окиносимы была обнаружена неясная тень, медленно продвигавшаяся на запад, с «Тахочи-Мару» сначала приняли ее за очередной пароход, шедший в Фузан или Мозампо. Тревоги никто не объявлял, а опасно приблизившемуся к ремонтной зоне судну дали сигнал фонарем, чтобы оно обошло район севернее. Но вместо ответа оно сразу начало стрелять.
Уже после первого залпа стало ясно, что это большой военный корабль. Прислуга у орудий на плавбазе была на местах, но цели не видела. После яркой вспышки, дульного пламени многочисленных орудий тьма вокруг стала только гуще. По приказу с мостика задействовали прожектор на мачте, но его луч никак не мог нащупать источник опасности, так же как и оба прожектора с батареи 76-миллиметровых пушек на берегу.
В этот момент грянул следующий залп, а спустя несколько секунд открыл огонь еще один большой корабль, оказавшийся несколько дальше к западу. Лучи прожекторов метались по волнам, но натыкались лишь на клубы дыма или тумана, только осложняя общее наблюдение. Расчеты орудий начали стрелять по своему смотрению, не особо надеясь попасть, а вокруг продолжали рваться фугасы.
Обстрел продолжался не более трех минут. Из множества выпущенных русскими снарядов лишь пять шестидюймовых и около десятка меньшего калибра нанесли хоть какой-то урон. Но девять из этих попаданий пришлись в ремонтирующийся «Микаса». При этом был поврежден кессон, а в нем самом и на броненосце загорелись смола и керосин, широко применявшийся в фонарях для внутреннего освещения, так как постоянного источника электричества на броненосце не было.
Работы велись с широким использованием дерева, так что от этих небольших вначале пожаров быстро занялись доски, брусья и прочие материалы. Поскольку корабль не имел действующих водоотливных и пожарных средств, тушить огонь оказалось нечем. Быстро разгоравшийся пожар вскоре охватил всю верхнюю палубу броненосца, а кессон, поврежденный одним из снарядов и осколками, не выдержал напора воды и рухнул.
Вспомогательный крейсер «Такасака-Мару», находившийся у протоки Косухо в прикрытии миноносцев, блокировавших ее, слышал звуки интенсивной стрельбы на востоке. Но она очень быстро стихла. С него немедленно отправили телеграмму об этом, но из-за помех в Мозампо ее получили не полностью и связаться с крейсером в течение часа не могли. Тем временем, двигаясь на восток, с него увидели зарево пожара. Стрельба не возобновлялась.
Вскоре «Такасака-Мару» нагнали оба миноносца из одиннадцатого отряда, дежурившие с ним у протоки и покинувшие свою позицию для поиска неприятеля. Уже втроем они приблизились к Окиносиме, где и встретились с «Тахочи-Мару» и «Миике-Мару» в половине второго часа ночи. К этому времени «Микаса» был уже полностью объят пламенем. Оказать какую-либо помощь они не могли. Пожар на броненосце продолжался до полудня. Все помещения, расположенные выше уровня воды, полностью выгорели. Палубы, надстройки и борта провисли и деформировались. Трубы и мачты упали. Вместе с броненосцем сгорели две баржи, стоявшие у борта. Плавмастерская и плавбаза почти не пострадали.