13时48分日舰“武藏”、“赤城”被北洋舰队截击。“定远”、“来远”、“经远”重创“武藏”、“赤城”。“赤城”舰长坂元八郎太当场毙命。“西京”也受重伤。但是，日本舰队利用其航速快、便于机动的优，第一游击队和本队互相合，至14时15分左右，本队已绕至北洋舰队背后，与第一游击队形成夹击之势。北洋舰队腹背受敌，队形更加混。在混战中，“致远”舰多受伤，船倾斜。伊东祐亨令第一游击队救援“赤城”、“武藏”。“吉野”冲在最前面，正遇上“致远”。

下午13时10分为前锋的日本第一游击舰队猛攻扬威”、“超勇”，二舰相继被击中起火，退战斗。日舰“吉野”也被北洋舰队击中起火，但很快被扑灭。

全取得整个中日作战海域的制海权，也可同时切断清军前往朝鲜的海上运输线。这时由18艘日军舰艇组成联合舰队从朝鲜大同江驶，前往清军登陆地所在的大东沟海域，目标，正是中国海军的运输船队和护航舰艇。