分，伊东祐亨命令各舰迅速做好战斗准备，同时下达了用餐的指令，因为吃饭有助于放松官兵们的紧张情绪，他甚至还允许大家违反规定随意吸烟，随意聊天。
劣质煤让联合舰队更早地发现了北洋舰队，也为他们赢得了吃饭的时间。
而北洋舰队却因为晚发现对手，只能饿着肚子打仗了。
伊东祐亨虽然有些紧张，但却没有变阵这个环节，自始至终，他都在坚持一种阵形——鱼贯单纵队形。
伊东祐亨根本就没有没有动过变阵的念头。因为联合舰队一直都在操练这个阵法，每次操练演习玩的都是这个，已经轻车熟路，熟能生巧。为了使问题简单化，日本摒弃了各种花哨的阵法，只把鱼贯单纵队写进了海军章程。他们没有信心操作更复杂的阵形，所以干脆去繁就简，就练这一招，练精练熟。
因此日本以第一游击队“吉野”、“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”4艘速率最高的巡洋舰为先锋，伊东祐亨自乘旗舰“松岛”，率领本队“千代田”、“严岛”、“桥立”、“比睿”、“扶桑”跟进，12时许，又将“西京丸”、“赤城”移至本队左侧。
十二点五十分左右，双方舰队相距约五千三百米，北洋水师旗舰“定远”率先开炮，十秒钟后，“镇远”舰也开炮，紧接着其他各舰发炮齐轰。刹那间，海面上万炮怒放，硝烟弥漫，俨然一幅悲壮的画面。
联合舰队第一游击队在距离北洋水师五千米处，向左转弯，航向北洋水师右翼，冒险地把舰队暴露于北洋水师阵前。十秒钟后，“镇远”舰也开炮，紧接着其他各舰发炮齐轰。刹那间，海面上万炮怒放，硝烟弥漫，俨然一幅悲壮的画面。
可惜的是第1**击都没有击中目标，在接下来的时间里，北洋水师一度处于优势，日本军舰“比睿”、“赤城”、“扶桑”、“西京丸”遭到北洋舰队截击。“定远”、“来远”、“经远”重创日舰“比睿”、“赤城”、”西京丸“，“赤城”舰长坂元八太郎阵亡。
而日本军舰再利用船速完成战列编队之后，这才开始还击。经过几轮炮击，击中了北洋水师旗舰“定远”舰主桅，信号索具被炮火毁掉。在飞桥上督战的丁汝昌身负重伤，但是他拒绝随从把自己抬入舱内，依然坚持坐在甲板上督战。
而到了这个时候，日本军舰已经转败为胜，重新占据了战略上的主动，日军第一游击队四舰利用航速优势，绕攻北洋舰队右翼“超勇”、“扬威”，两舰相继被击中起火，退出战斗。
日舰““吉野号””也被北洋舰队击中起火，但很快火被扑灭。下午一点半左右，“超勇”舰沉没，管带黄建勋落水，日舰“左一”鱼雷艇驶近，抛出长绳想去救，但是英雄黄建勋不愿被敌人就起，从容殉难，舰上的官兵也大部分壮烈牺牲。不久，“扬威”舰也沉没。
说道扬威舰的沉没，就不得不说另外一首军舰济远号了，1894年，朝鲜爆发东学党起义，济远号受命与广乙号一同护送兵船登录牙山。
7月25日与日军吉野、秋津洲、浪速三艘实力强劲的穹甲巡洋舰相遇，爆发遭遇战。炮战中济远号被命中司令塔，大副沈寿昌等当即阵亡。在此之前方伯谦的处置都无可异议，但大副的阵亡可能对其造成了巨大的心理影响，济远号开始不顾友军夺路而逃，甚至还挂起了白旗和日本海军旗。以至于后至的操江号被日军俘获、兵船高升号被日军击沉，千余名陆军士兵葬身海底。
不过方伯谦这家伙还是有些能耐的，在回去之后上下打点，终于是将这件事接了过去。
由于逃跑的丑事并未被揭发，方伯谦得以继续率领济远号参加了大东沟海战。
但如同丰岛海战一样，战至中途方伯谦再次选择回撤逃跑，逃跑途中济远号又将被日军重创的扬威号撞沉。
到了下午两点十五分左右，日本舰队绕到北洋舰队背后，与第一游击队形成夹击态势。
北洋舰队腹背受敌，队形更加混乱。在混战中，北洋舰队一直冲杀在前的“致远”舰受到““吉野号””“高千穗”等敌舰的轰击，船身多次受创，船身倾斜。
日军指挥伊东祐亨命令第一游击队救援受伤的“赤城”、“比睿”。““吉野号””冲在最前面，遭遇上船身着火的“致远”舰。
致远舰当时全身受损，船体也开始微微倾斜。邓世昌慷慨的道：“吾辈从军卫国，早置生死于度外，今日之事，有死而已！倭舰专恃吉野，苟沉此舰，足以夺其气而成事”。于是邓世昌毅然命令“致远”舰全速撞向日舰“吉野号”右舷。
日军官兵见状大惊失色，集中火力朝致远舰射击，“致远”舰右侧鱼雷发射管被击中，引起大爆炸。三点半左右在黄海海面沉没，全舰官兵除了七人遇救，其余的全部壮烈殉国。
邓世昌落水后，随从游近递去救生圈，被邓世昌用力推开，“左一”号鱼雷艇抛来救生绳，这位刚烈的管带亦不应，“以阖船俱没，义不独生，仍复奋掷自沉”。
就在邓世昌即将随波沉没的一刻，爱犬竟然游来咬住他的手臂，“公斥之去，复衔其发”，这只通人性的动物也不忍让主人下沉。最后邓世昌毅然抱住爱犬，一起追随“致远”而逝……