12时55分联合舰队旗舰“松岛号”上的320毫米主炮被一发150毫米舰炮击中，造成三人死亡两人受伤，特意为对付清北洋舰队而建造的320毫米炮也由于被命中而只能朝前击不能较向。

而此时大东沟外海，丁汝昌虽然率领着北洋舰队几乎全主力，但他担忧的正是日军主力一旦前来攻击登陆舰艇，北洋海军将不得不与日军决战，这也就违背了上司李鸿章的初衷。更糟糕的是，无论登陆的清军陆军还是丁汝昌都不知，就在9月16日登陆这天，他们试图前往增援的平壤其实已经失守。在朝鲜北的大雨中，由叶志超带领的中国陆军已经一溃千里，这次增援将变得好无意义。

12时40分，双方在大鹿岛（大洋河外）西南3海里开始火，北洋舰队旗舰“定远”上的305毫米主炮率先开火，此时与日本联合舰队相距约6000米，由于日本联合舰队上大都装备的为速炮，速较快，程却较短。舰队司令伊东佑亨命令要到3000米左右的距离才可开炮，所以在前面的这3000米的距离中都是北洋舰队单方面的击。

只前冲的日本舰队很快就冲近了3000米左右的距离上，随着伊东佑亨的一声令下，各舰的各径的主炮速炮都成群成群的飞向北洋舰队。

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”。

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