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。

11时40分日军舰上兵已经能通过看到北洋舰队的舰了，而到此时北洋舰队的士兵才发现了日本舰队，但由于此时日舰悬挂的是国旗帜，得到报告说发现远方有一支国舰队在向我方驶来的海军提督丁汝昌只是下令让大家戒备，舰队正常驶离大东沟海域即可。

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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