Командующий вице-адмирал Н.И. Скрыдлов не скрывал, что является противником использования подводных лодок. Тех же взглядов придерживался сменивший его вице-адмирал А.А. Бирилев. Скрыдлов, посетив одну из лодок, на сообщение, что работы еще не закончены, отчеканил: "Предлагаю вам завтра же выйти в море, а больше никаких объяснений от вас принимать не желаю". 9 февраля 1905 г. японский отряд из крейсера и большого числа миноносцев показался в районе Владивостока. Комендант крепости приказал всем лодкам немедленно выйти в море и атаковать неприятеля. В этом еще раз сказалось непонимание возможностей субмарин того времени, которые к тому же вообще не имели торпед.
Все приходилось делать впервые, даже придумывать командные слова для управления лодкой. В основном их разработали командир "Ската" лейтенант М.М. Тьедер и командир "Щуки" лейтенант И.И. Ризнич. Многие из них сохранились до настоящего времени. Подводники сами создавали себе запасы горючего на разных островах до залива Посьет, принимая на борт дополнительные бидоны с бензином. Жили они на транспорте "Шилка" в отвратительных условиях. В отчете о действиях лодок об этом говорилось так: "Команды лодок были помещены отвратительно скверно... Люди, уставшие на лодке, не имели угла, где бы отдохнуть, постоянно перемещались с одного корабля на другой, часто не получая горячей пищи". Зато на подводников щедро изливался адмиральский гнев - чаще без всякого повода. Адмирал Бирилев, посетив лодку "Скат", только что вернувшуюся с моря, дотронулся до смазанного маслом двигателя рукой, обтянутой белоснежной перчаткой, и испачкал ее. Через два часа появился приказ следующего содержания: "Сего числа, посетив отряд миноносцев, нашел его в отвратительном состоянии. Всюду грязь и мерзость. Считая во всем ответственным отрядного механика в злом попустительстве и преступном небрежении, предлагаю ему в трехдневный срок оставить крепость, так как в крепости на осадном положении преступникам не место". Представлению адмирала о подводном плавании прекрасно отвечает следующий случай - на требовании начальника отряда подлодок о выделении 24 французских свечей зажигания к двигателю недрогнувшая адмиральская рука начертала: "Достаточно двух фунтов казенных стеариновых". Вершиной адмиральской мысли по использованию подводных сил стал приказ, изданный в сентябре. Офицеров-подводников обязали дежурить на телефонной станции порта для контроля за секретностью переговоров. Невзирая ни на какие доводы, приказ отменен не был.
Даже в таких труднейших условиях отряд подводных лодок выполнял свои задачи. 14 февраля "Дельфин" вышла в море на испытания вместе с "Сомом". 21 февраля выполнен боевой выход на поиски неприятеля. 13-16 марта "Дельфин" выходил к острову Аскольд. 9 апреля "Касатка" совершила семидневный поход к берегам Кореи. Командование, понимая, что Япония, купив несколько лодок Голланда, может направить их к Владивостоку, по предложению капитана дальнего плавания Розена изготовило специальную сеть и установило ее при входе на Владивостокский рейд в проливе Босфор Восточный. Сеть поставили и у минных заграждений в Амурском заливе, причем позднее на сети навесили подрывные патроны, а некоторые мины установили на глубине, опасной для находящихся под водой лодок. Расчет строился на том, что лодка, пытаясь освободиться от сети, будет вынуждена маневрировать на минном поле.
В конце апреля русское командование получило агентурные сведения о готовящемся походе японских крейсеров к бухте Преображения. 29 апреля туда срочно направились лодки "Дельфин", "Касатка" и "Сом". Две первые шли вместе, а третья немного отстала и двигалась самостоятельно. В 70 милях от Владивостока у мыса Поворотный сигнальщик с "Сома" заметил сначала один, а затем второй японский миноносец. Князь Трубецкой приказал погружаться, на что требовалось около 5 мин. Миноносцы обнаружили лодку и, открыв огонь, пошли на нее. В 10.45 лодка наконец ушла на глубину 12 м. Трубецкой начал маневрировать для выхода в атаку, видя в перископ, что миноносцы отходят к югу. Подвсплыв в позиционное положение и приготовив торпеды, "Сом" продолжила атаку. Внезапно на море опустился туман, а когда он рассеялся, миноносцы были уже далеко, уходя из опасного района. Это боевое столкновение, хотя и не принесло победы, однако сыграло свою роль - японцы убедились, что русские лодки выходят далеко в море. Подводники постепенно приобретали бесценный опыт, совершая все более смелые походы. 8 мая "Скат" погрузилась и пробыла на дне 5 часов. "Сом" провела в море 8 суток, из них под водой 16 часов, но подряд не более полутора. Зная о техническом состоянии и качестве постройки субмарин, командиру того же "Ската" Тьедеру, провожая его в боевой поход, в устной форме "посоветовали" "без нужды не погружаться". Начальники предоставляли подводникам действовать на свой страх и риск, чтобы в случае неприятностей сослаться на отданные распоряжения, которые командирами субмарин, естественно, не исполнялись. Отношение офицеров к "советам" своих начальников передавалось матросам и привело 5 мая к новой трагедии на подводной лодке "Дельфин". Сильно поврежденная лодка повторно была введена в строй только 8 октября 1905 г., уже после окончания боевых действий.
В июне было проведено учение, в ходе которого "противник", гнавшийся за отступающими кораблями, попал на засаду подлодки. С этого же месяца подводники начали регулярно выходить на боевое патрулирование в район островов Русский и Аскольд. Интенсивность использования лодок нарастала, и они все больше времени проводили в море, но встреч с противником не было. Отсутствие реального результата в виде уничтоженных кораблей и непонимание специфики подводных сил приводили к досадным неприятностям. Так, генерал Линевич послал Николаю II телеграмму, в которой заявил, что несмотря на многочисленную подводную флотилию, она крепости почти никакой пользы принести не может. Для решения этого вопроса Морской министр вынужден был назначить особую комиссию.
К концу войны во Владивостоке находилось 13 подводных лодок. Они часто простаивали на ремонте, и количество боеспособных кораблей было, конечно, меньше тринадцати, но, благодаря усилиям экипажей и командиров, как минимум две лодки всегда были готовы выйти в море.
По мнению многих морских специалистов и военно-морских историков, именно подводные лодки спасли Владивосток от прямого нападения эскадры Камимуры, а после Цусимы - и от всей мощи флота адмирала Того. Идея использования подводных лодок получила очень широкое распространение в то время. В Порт-Артуре техник путей сообщения М.П. Налетов первым в мире предложил вооружить подводную лодку минами заграждения. Первая опытная лодка, построенная им на свои средства и с помощью добровольных помощников, погибла при пробном погружении без экипажа. Налетов начал строить вторую лодку - "Портартурец" в 25 т водоизмещением, вооружаемую двумя торпедами или 4 минами заграждения. Налетов провел успешные испытания с погружением на 9-метровую глубину, после чего ему разрешили взять бензиновый мотор с катера броненосца "Пересвет". Ввести в строй подводный заградитель планировали в декабре 1904 г., но из-за сдачи крепости недостроенную лодку взорвали. Позднее предложение Налетова реализовано в минном заградителе "Краб". Всего в Порт-Артуре было 4 субмарины: "Петр Кошка", лодка Губэ, лодка Джевецкого и "Портартурец". Боевого успеха достичь они не могли из-за очень низкого технического уровня, тем более, что все упомянутые лодки относились к экспериментальным типам. Японцы после капитуляции Порт-Артура длительное время разыскивали подлодки, пока не обнаружили все четыре на дне у пустынного берега западного бассейна Порт-Артура.
Помогая изобретателю Колбасьеву в работе над проектом подлодки "Петр Кошка", лейтенант С.А. Янович разработал интересное решение полупогружающейся лодки малой видимости. В марте 1905 г. лодку зачислили в списки российского императорского флота как "катер малой видимости "Кета". По железной дороге "катер" довезли до Амура, где Яновичу выделили деревянную баржу, приспособленную под плавбазу. На ней и отправили лодку в устье Амура. Задачей "Кеты" стала защита подступов к Николаевску-на-Амуре. 3 июня лодку спустили на воду и к 10-му числу довели до боевой готовности. Николаевск-на-Амуре стал в то время портом стратегического значения для снабжения Маньчжурской армии. Сюда шло много пароходов, с разгрузкой небольшой порт не справлялся, и суда отстаивались на рейде возле острова Лангр. В случае появления японцев те могли легко причинить громадный ущерб. С целью хоть как-то укрепить с моря важную позицию, единственный фарватер заминировали фугасами, управляемыми с берега, а рядом, у мыса Казакевича, установили баржу с подлодкой. В самой высокой точке мыса на дереве оборудовали наблюдательный пункт и к плавбазе провели телефонный провод. Разработали план взаимодействия с двумя береговыми батареями на мысах Чныррах и Мео. Лодка должна была начинать атаку противника после того, как тот ввяжется в перестрелку с батареями. Фактически в миниатюре планировался бой на минно-артиллерийской позиции.