Po naprawie pancernika Szczęsnowicz aktywnie nim dowodził, przede wszystkim 10 sierpnia 1904 w bitwie na Morzu Żółtym, w toku której zwrócił się pancernikiem w stronę okrętów japońskich, pozorując zamiar taranowania i odciągając uwagę od uszkodzonych okrętów eskadry; sam Szczęsnowicz został w tej bitwie lekko ranny w brzuch. Po porażce w bitwie, w obliczu ogólnego upadku morale obrońców, także i Szczęsnowicz poparł dalsze używanie eskadry tylko do wsparcia wojsk lądowych. Według oficjalnego wykazu brał udział w 11 starciach z flotą japońską. Po kapitulacji Port Artur dostał się do niewoli japońskiej, lecz w kwietniu 1905 otrzymał awans na kontradmirała. Sporządził później obszerny raport o przebiegu obrony i błędach popełnionych w organizacji i dowodzeniu eskadrą (Pławanije eskadriennogo bronienosca Rietwizan 1902–1904 gg).
Dalsza służba Po powrocie z niewoli przez pewien czas pozostawał bez stałego przydziału, tymczasowo zarządzając pływaniem podwodnym na Bałtyku. Mimo tymczasowości zaangażował się w rozwój nowego obiecującego rodzaju broni i wniósł duży wkład w organizację rosyjskiego pływania podwodnego na Bałtyku. Utworzył zespół szkolny pływania podwodnego, inicjował też opracowanie regulaminów i instrukcji.