随着旗舰“定远”号一声炮响，十秒钟后，镇洋舰队一分队各舰主炮发起第一轮齐射，一时间，无数水柱在日军舰只周围升起。
“吉野”上的坪井航三少将看得清楚，清军主力装甲舰“定远”、“镇远”的火力主要是向自己的第一游击队倾泻，第一游击队若不趁早转向，避开“定”、“镇”二舰的强大火力攻击，下场将不会很光彩。
当“吉野”上的测距军官发出“距离五千码”的信号后，坪井航三立时下令：“各舰随旗舰，加速到十四节，右满舵向左！”
第一游击队四艘装甲巡洋舰一起大幅度转向，在海面上划出一道近似直角的航迹，同时加速到十四节，以一条清晰的斜线从“定远”、“镇远”前夺路而过，扑向清军舰队的右翼“经远”、“来远”、“平远”三舰。
二时四十四分，日本联合舰队“松岛”号在距清军舰队三千七百码时以三十二公分主炮的开火，发出了“舰队总攻击”的信号，本队中的日军舰只亦纷纷开炮，激战开始了。
一分钟后，第一游击队司令官坪井航三少将传令发出信号“适时开炮！”。当“吉野”开至距“经远”、“来远”、“平远”三千码时，即以十五公分速射炮发起攻击，后面的“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”亦随之开炮，“经远”、“来远”、“平远”立即集中火力还击。
清军“经远”、“来远”二舰建造于七年前，主要火力为两门二十一公分主炮和两门十五公分副炮，“平远”五年前服役，主要火力为一门二十五点四公分前主炮和两门十五公分副炮，三舰均没有装备中口径速射炮，而且装甲防御薄弱，而它们的对手是号称“帝国精锐”的日军第一游击队四艘新锐装甲巡洋舰，这四舰共装备十五公分、十二公分中口径速射炮三十门，另有二十六公分重炮四门，且均设有一定的装甲防护。
即使如此，“经远”、“来远”、“平远”三舰仍不畏强敌，奋勇抵抗。
三时零三分，第一游击队插入清军舰阵中，将“经远”、“来远”、“平远”三舰与主舰阵分隔开，两分钟后，“平远”的二十五点四公分主炮给了敌舰一个响亮的回应，一炮命中“吉野”，炮弹击穿“吉野”舷侧装甲，在一号主甲板上爆炸，当场炸死三人，伤十一人，并引起大火。
几乎在同时，“高千穗”亦连中数发二十一公分炮弹，军官宿舍区被炸毁，弹片四飞，一名损管员被弹片击中咽喉而死，另有数人受伤，大火熊熊燃起，直逼军官宿舍区附近的弹药库。
眼看全舰官兵都要全被炸死，“高千穗”舰长野村贞大佐下令：“除驾驶、轮机和火炮人员外，全部舰员投入灭火！”
“高千穗”舰上既要处理死者、包扎伤号，更要救火，一时忙乱不堪。
之后的“浪速”舰在东乡平八郎大佐的指挥下避开了清军巡洋舰的几发炮弹，并以密集的速射炮火力暂时压制了“经远”、“来远”的攻击。
在第一游击队纵队最尾上的“秋津洲”舰舯部第五号炮座中弹，操炮军官以下七名舰员立时阵亡，另受伤九名。
坪井航三并不为这点轻微的损伤而担心，又下令各舰：“集火攻击敌右翼舰只！”
此时处于清军第五小队三舰右翼上的是二千一百五十吨的国产“平远”号巡洋舰，舰长李和中校虽然指挥部下首先击中敌第一游击队旗舰，鼓舞了小队中各舰的士气，但是敌舰的炮火很快集中到本舰身上，李和中校不幸被一弹片穿透胸部，壮烈殉国。
“平远”号在第一游击队炽烈密集的炮火攻击下，舷侧几乎成了蜂窝。三时十六分，一枚敌弹击穿舱壁，在弹药库中爆炸，刹那间舰体腾起一股巨大的黑烟，遮蔽了附近的海空。黑烟渐稀后，“平远”舰已经不复存在，仅余若干木板杂物飘浮海上，全舰官兵一百四十五人仅一名生还。
趁着敌舰集火攻击“平远”之机，“经远”、“来远”不约而同将炮口转向“秋津洲”，连续轰击，命中数炮，又毙敌二十余人，伤三十余人，摧毁炮座一处，打得“秋津洲”上一片鬼哭狼嚎。“浪速”舰长东乡平八郎见状急命部下转移炮火，将“经远”、“来远”的火力吸引过来，以援救“秋津洲”。
“平远”沉没后，第一游击队四舰开始绕着“经远”、“来远”打转，形成一个运动中的半圆阵势，以发扬舷侧火力，环攻“经远”、“来远”。
“经远”、“来远”虽拼死抗击，却因火力不如对方，先后中弹起火。“经远”舰长林永升中校不幸脑部中弹而殉国，大副陈荣少校、二副陈京莹少校也先后中炮阵亡。
“经远”舰失去了指挥，全靠官兵们自发抗敌，直至在两千码距离上被吉野的的速射炮连击数十发，舰体在烈焰中缓缓下沉，炮手却仍坚守岗位，继续发炮击敌，最后与舰共亡。全舰二百零二名官兵，仅十二人获救生还。
“来远”只得以一敌四了，舰长邱宝仁中校见“经远”沉没，号令全舰：“战斗到最后一人！”
邱宝仁一边组织灭火，一边沉着指挥，连发数炮命中“吉野”，打坏敌炮一门，毙伤敌兵各十余人。然而日舰第一游击队依仗势众炮快，以密集的速射炮火力萃于“来远”，“来远”舰上官兵死伤惨重，火炮大多受损，全舰大火扑灭又起，直至无法控制。烈焰扑至舰桥，亲自操舵的邱宝仁中校不幸阵亡，“来远”舰失去控制，在海上蹒跚乱行，日舰趁机贴近轰击，“来远”中弹数百发，终于在三时五十一分沉没，全舰二百零二名官兵，仅生还二十三人。
至此，清军镇洋舰队一分队右翼的第五小队三艘巡洋舰全被击沉。
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日军第一游击队截击清军舰队右翼的同时，联合舰队旗舰“松岛”也带领本队三群阵组成的的十一舰纵队驶至清军舰队旗舰“定远”正前方，双方旗舰展开了激烈的对轰。
二时四十六分，一发三零点五公分炮弹击中“松岛”三十二公分口径火炮之炮塔上段，毁其大炮旋转装置，炸死两名炮手，并使水压管破损。
联合舰队司令伊东佑亨中将惊惧于“镇远”、“定远”的巨炮火力强大，不敢继续正面对峙交锋，急忙命令本队转舵向左，加速驶往“定远”舰的右前方。
清军分舰队司令林泰曾准将见日军转向，随即下令：“左翼随旗舰右转四度！”；继又下令“铁甲战列舰加速到十二节！”
于是舰阵左翼的五艘战舰分别加速随中央两艘铁甲舰向右转，以舰首对敌，而加速后的“镇远”、“定远”向前突出，又稍稍脱离了舰阵。日舰本队殿后的第三群阵诸舰因速度较慢，远落后于前面第一、第二群阵诸舰，遂被突出的“镇远”、“定远”二舰切断，由此，联合舰队本队被拦腰截为两段，形势对日军方面大为不利。
这时，清军舰阵左翼又逐次完成了右转，日舰本队第三群阵的四艘军舰以及排在本队左后方的“赤诚”、“西京丸”二舰就被迫以一字纵队逐一通过清军两艘铁甲舰和五艘巡洋舰构成的主炮火力网，清军舰队抓住时机，发起猛烈攻击，集中炮火，对敌舰逐个“点名”。
首当其冲的是日舰本队第三群阵旗舰“高雄”号巡洋舰，一下子连中两发三零点五公尺巨弹，前主炮全毁，舰首进水下垂，接着又被数发二十一公分炮弹命中各处，舰上燃起大火，舰员伤亡过半，遂以右满舵向左并加到最高速企图退出战场，却被清军舰阵右翼的第三小队“建北”、“建中”两艘海防装甲巡洋舰舰截住。“建北”、“建中”先以三零点五公分主炮远远轰击，接着加速转向右，堵住“高雄”逃跑之路，待接近后集中十五公分速射炮火力猛击“高雄”，“高雄”五分钟内中弹百余发，舰体多处进水，于三时零九分沉没，全舰二百二十二人共救上三十一人，其中十六人成为清军俘虏。
紧跟在“高雄”之后的是巡洋舰“葛城”，这艘标准排水量一千五百零二吨的单薄小舰更是不堪一击，一发二十一公分炮弹首先削掉了它的前主桅，紧接着如雨而下的炮火将其密密地笼罩起来，“建北”、“建中”在收拾完“高雄”后又赶来助战，“葛城”中弹近百发，全舰在彻底烧毁后于三时二十五分沉没，总共二百三十名舰员中有二百二十三人阵亡。
与“葛城”同级的“大和”、“武藏”两舰舰长见势不妙，未等清军火力转移过来即下令转舵向左，意图退出战场，此时清军舰队正忙着围攻“葛城”，待发现“大和”、“武藏”逃跑，敌本阵第一、二群阵已经绕到清军舰阵之后，形势危险，林泰曾司令遂下令不予追击，舰队全体随旗舰转向，迎向后方的敌本队第一、二群阵。
右翼第三小队的“建中”号海防舰及时回到了舰阵中，“建北”舰长梁学志中校却杀得兴起，这时正好在望远镜中看到日舰“赤诚”和“西京丸”正拼命赶追“大和”、“武藏”，因速力不够，远远落在后面，遂违令出击，下令加速驶向“赤诚”、“西京丸”。
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代用巡洋舰“西京丸”上，日本海军部次长桦山资纪中将原本看到清军舰阵往后转向，不由松了一口气，不料却又发现一艘装甲巡洋舰正单枪匹马向本舰高速驶来，心中大惊，慌忙向舰长鹿野勇之助少佐叫道：“鹿野少佐，看到没有，敌舰一艘正冲过来呢。”
鹿野少佐答道：“将军，在下看到了，可是我也没有办法，我们只有一门十二公分速射炮和几门小机关炮，一切要靠‘赤诚’了。”
事实上，“赤诚”号也根本不足依靠。这艘标准排水量六百零二吨、配备二零点三公分和十二公分火炮各一门的小炮舰，在与标准排水量四千五百八十吨、配备三零点五公分重炮一门和十五公分速射炮九门的“建北”号海防装甲巡洋舰的对抗中能有多大胜算，“赤诚”号舰长板元八郎太少佐根本不愿意去想。
“建北”喷吐着浓烟，劈开浪花冲了过来。板元八郎太少佐举着望远镜的手开始微微颤抖，在测距军官发出“距离二千五百码”的信号后，他干脆丢掉望远镜，拔出身边铸有章鱼家徽的军刀，大吼一声“开火！”
“赤诚”的二零点三公分主炮喷出一团单调的白烟，炮弹竟奇迹般的首发命中“建北”的前甲板，却被“建北”厚厚的装甲带弹开，在装甲带外面炸响，仅仅给“建北”的前甲板留下了一个不算太浅的凹坑而已。
“赤诚”接下来的两炮均未命中，之后它的前主炮就再也没有使用的机会了，几发十五公分炮弹将其彻底摧毁，同时“建北”的炮火还覆盖了“赤诚”的舰桥，弹片打穿了正在岗位上的舰长板元八郎太少佐的头部，鲜血和脑浆飞溅到罗盘上，海图台上也红红白白的一片。代理舰长佐藤铁太郎大尉几分钟后更被炸成两截，下半身挂在舵轮上，上半身飞到前主炮炮座边，其状惨不忍睹。
“赤诚”很快失去了作战能力，“建北”舰长梁学志中校决定将其俘获，遂组织水兵六十名，各发步枪子弹，待靠到“赤诚”左舷，放下绳梯（因“建北”干甲板远高于“赤诚”），遣突击队登舰，瓦解了日军残余舰员的抵抗。梁学志中校又派航海、轮机士官若干名登上“赤诚”，修复航海轮机设备，然后绕道开往旅顺军港请功。然而“建北”舰为了俘获一艘小炮舰所费的这一番力气，不但给了载有日本海军部次长桦山资纪中将的“西京丸”号逃出战场的时间和机会，更因为“建北”违令脱离舰阵，造成了旗舰右翼缺乏掩护，给全舰队带来了无法挽回的损失。
梁学志中校正得意地望着面前的战利品，信号官忽然大叫：“旗舰发出信号——旗舰危险，各舰立即回归舰阵，违令者斩！”
梁学志听到那个“斩”字，立时浑身一阵冰冷，他眼前那艘尚冒着青烟的军舰已不再为战利品，而很可能将是军事法庭上致他于死地的证据。
他没有时间多想什么，立即命令加速转向，前往救援旗舰。
此时，旗舰“定远”舰腹上正有一个喷吐炽烈火焰的大洞，宛如爆发中的火山口。