这时日舰司令官及时调整策略，以本队集中对付定远和镇远，第一游击队则全力进攻靖远和来远。意在使北洋舰队彼此不能相顾，争取先击沉较弱的靖远和来远，然后全力围攻两艘巨舰。
靖远和来远在四舰围攻下，临时结成一队，以寡敌众，苦战多时。北洋水师右翼左营副将，来远号管带邱宝仁与来远全舰官兵拼死作战，在追击中赤诚的时候不幸被赤城的尾炮击中。由于当时日本联合舰队广泛装备了装填烈性zha药的炮弹，来远舰由此燃起大火，几乎无法收拾。来远舱内中弹过多，延烧房舱数十间，猛火中舰首炮依然发射，士卒奋力救火。
靖远也中弹一百多，起了大火，于是二舰相继冲出重围，西驶至大鹿岛附近，占据有利地形，背靠浅滩，用舰首重炮对敌。第一游击队赶来后，见此情况不敢靠近，只能远远发炮，失去四面围攻的优势。二舰趁机抓紧时间灭火修补。在邱宝仁和叶祖贵的指挥下，两舰官兵一面抗敌，一面救火，终于将火扑灭。
而在原作战海域，定远和镇远已经陷入重围，面对松岛为首的五舰激战不已。定远、镇远是当时世界各国海军中比较罕见的铁甲巨舰，虽然吨位只出中上等，但主炮口径却是一等，日本海军磨砺十几年为的就是打败二舰。
左翼中营游击，镇远号帮带，杨用霖奋然对部下说：“战不必捷，然此海即余死所！”接着说道：“时至矣！吾将以死报国”。
部下激动得掉眼泪说：“公死，吾辈何以为生？赴汤蹈火，惟公所命！”
海战中，杨用霖协助管带左翼总兵林泰曾，指挥全舰将士奋力鏖战。在激烈的炮火中，旗舰定远中弹起火，烈焰汹腾，向全舰蔓延。在此危急关头，杨用霖突转镇远之舵，挡在定远之前，并向敌舰发起攻击，使定远得以即时扑灭大火，从容应敌。
当时在附近海域观战的西方海军人士，皆啧啧称赞道：“若没有镇远支援，定远危险了。”
三点半，当定远与日本旗舰松岛相距二千米时，定远发出的三十公分半巨弹命中松岛，轰然爆炸，击中了甲板，使堆积在甲板上的弹药爆炸。死伤官兵达一百一十三人，占定员的百分之三十二。舰队司令伊东佑亨见情况紧急，下令以军乐队补充炮手，并亲自指挥灭火。
此时定远再次起火，而靖远、来远已经修补完毕，恢复了战斗力，一直在协助指挥靖远舰作战的刘冠雄，见形势危急，立即向管带叶祖圭建议说：“大人！定远舰一定是受伤无法指挥了，现在情况紧急，应该立即由我舰代替指挥，集合各舰。否则，我军有全军覆没的危险。”叶祖圭也觉得应当如此，于是大胆地接受了刘冠雄的建议，毅然下令在‘靖远’舰上升起令旗，担负起指挥舰队行动的重任。
随后‘靖远’舰向星散的各舰发出集合的信号，在附近的来远、平远、广远三艘巡洋舰和两艘炮舰及四艘鱼雷艇，见靖远舰升旗集队，都纷纷赶来会合。各舰在“靖远”舰的指挥下，又重新列队迎战第一游击队。激烈的炮战再度达到高潮。
到下午四点，大火终于被扑灭，但舰上的设施已摧毁殆尽，失去了作为旗舰的指挥和作战能力。由于无法击沉定镇二铁甲舰，使得日本舰队产生畏惧，于是松岛号竭力摆脱定远、镇远二舰，向东南逃避。本队的其他四舰见状，也不理第一游击队，随之逃走。
于是北洋舰队的两艘巨舰发挥重炮重甲的优势，重伤日舰，反被动为主动，日舰见势不敌而退却。
日舰本队转舵撤退后，定远、镇远二舰在后紧追不舍。双方距离二、三海里时，日舰不得已回头再战，猛烈的炮战在此时达到最高潮。激烈的炮火中，日舰各舰都已不同程度地受了伤。
北洋舰队愈战愈勇，声势大振。五点半，伊东佑亨见本队各舰多已受伤，无力再战，而北洋舰队集合各舰，愈战愈奋，便再次发出停止战斗的信号，不等第一游击队来会合，就继续向南驶逃，北洋舰队定、镇、靖、来、平、丙六舰在后尾追。北洋舰队速度跟不上，只能眼巴巴的看着渐渐逃远日舰。北洋舰队最后停止追击，转舵驶向旅顺。历时近五小时的中日黄海海战至此结束。
黄海海战是世界上第一次蒸气动力战舰的大规模战役，其规模之大，战斗之激烈，时间之久，在世界海战史上罕见，影响也非常深远。这次中日海军的主力决战的结果，日舰西京丸被击毁，几乎沉没，吉野、比睿、赤城受重伤，松岛丧失了战斗力，其他各舰也多受重创。北洋舰队致远、经远、超勇、扬威沉没，广甲逃脱后搁浅被毁，其余各舰皆受重伤。
英国海战史学家评价：“大东沟海战的结果是双方对海战理论无知的产物：假如日本多了解一些海战理论，就根本不敢挑战实力更强，拥有坚不可摧铁甲舰的北洋舰队；而假如北洋舰队多了解一下海战理论，又怎么可能在拥有大舰巨炮的情况下仍然以0：5的悬殊“比分”惨败呢？”
直至今日，这段历史依然依然只是知道结果，日本联合舰队打败了北洋水师，对于原因以及详细过程，只有零星记载，但是却众口不一，给后人留下了无穷的回忆与遐想，或许里面有一些政治因素和个人利益在内，但是10年后的日俄战争，我想应该给我们一些警示，日俄战争中日本海军同样以仅仅三艘鱼雷艇的代价全歼了远远强大于自己的俄国太平洋舰队，同样的以弱胜强，不过俄国是因为长途跋涉士兵不堪劳累而败，那么我们的北洋呢？是不是同样也因为士兵的素质呢？
本人不想再追究下去了，即使是信息高度灵活的现代很多事情若是被刻意掩盖，我们都不知道，何况那个闭塞的时代，若是某一天知道我们的英雄们变成了狗熊的话，那会是什么样子的影响？本人实在不敢想象。
这次海战并没有主角参与，所以综合现有的各种资料写的，资料有限，可能不是很完整，请读者见谅。写下这段历史，仅仅只是为了祭奠那些在战争中死去的将士，不论功过，既然都是为国战死，就应当受后人祭拜！因为他们承受了太多的责任，时至今日国人依然无法忘怀，盖因为这段屈辱离我们实在太近了，想那五胡乱华，数亿汉人惨遭屠戮，北方汉人几乎绝种，现在又有多少人会想起去埋怨那个时代的人呢？