Примерно с 1893 г. находился в Средиземном море. До 1901 г. входил в состав Средиземноморской и Тихоокеанской эскадр. С 1902 по 1904 г. броненосец провел на Балтике. В 1902 г. прошел небольшую модернизацию. Был изменен состав мелкокалиберной артиллерии, боевые марсы опущены ниже, добавлены две прожекторные площадки.
Первоначальный состав мелкокалиберной артиллерии броненосца: 4 64-мм десантных орудия Барановского, 10 47-мм орудий Гочкиса, 8 37-мм пятиствольных орудий Гочкиса.
В конце 1904 г. срезали ют и на его месте установили 1 152-мм орудие и 6 47-мм орудий.

3 февраля 1905 г. броненосец, являясь флагманским кораблем Отдельного отряда контр-адмирала Н.И. Небогатова, более известного как третья Тихоокеанская эскадра, отправился в последний поход под Андреевским флагом. Командиром корабля был капитан I ранга Смирнов. Вместе с броненосцами береговой обороны "Николай I" составлял третий броненосный отряд.
Командование III Тихоокеанской эскадры
14 мая 1905 г. во время Цусимского сражения серьезных повреждений не получил, за исключением оторванного снарядом ствола 305-мм башенного орудия, но истратил более 2/3 боезапаса. Всего в дневном бою получил 10 попаданий: 1-305-мм, 2-203-мм, остальные снаряды неустановленного калибра. Потери составили 11 человек убитыми и 16 - ранеными. В ходе боя огнем броненосца были нанесены повреждения японским броненосным крейсерам "Асама" и "Идзумо".

В 10 час. утра 15 мая вместе с сильно поврежденным эскадренным броненосцем "Орел" и двумя броненосцами береговой обороны "Николай I" оказался в полукольце японской эскадры. Под влиянием разгрома 14 мая Н.И. Небогатов приказал сдаться в плен.

Корабль исключен из списков российского флота 13 сентября 1905 г. В японском флоте броненосец получил название "Ики" и использовался как учебно-артиллерийский корабль. Потоплен как мишень линейными крейсерами в октябре 1915 года.