日艦射出的瘋狂彈雨給“定遠”、“鎮遠”兩艦造成了不小的傷亡，飛揚的彈片波及到了飛橋上的人們，兩名乾國水兵為了保護海軍提督丁禹廷當場犧牲，血染飛橋，丁禹廷和“定遠”艦管帶左翼總兵鄧正卿以及軍官們不得不退入裝甲司令塔中。
仍然站在觀察窗前緊盯著戰場的丁禹廷的眼神中透出一絲堅毅，這位任事勤勉的海軍提督從豐島海戰事起，就成為朝中清流派交相攻擊的對向，此時實際已經被革去職務，正在戴罪，“即行革職，仍責令戴罪自效”（朝廷諭旨）。對海軍、對丁禹廷并無了解的清流士大夫們，僅憑著任意發揮的想像，對國家前敵的將領大肆進行中傷，意圖去之而后快，以達到將洋務派勢力驅逐出海軍的目的。司令塔內的丁禹廷希望自己屬下的將領們能夠盡量發揮戰術，殲除可惡的日本軍艦，消弭朝中對于自己和海軍的種種猜忌。
由于丁禹廷在艦上主要身份是督戰者，因而退入司令塔并未能影響他執行自己的職能。乾國艦隊的戰術指揮則仍然由右翼總兵劉步蟬在繼續執行，沒有受到任何影響。大部分乾國軍艦都在追隨著旗艦“定遠”進行運動，沒有出現那種只存在于想像中的徹底失去指揮的混亂情況。
由于在短時間內給敵方造成大的損害，日本艦隊目前還沒有能夠橫越乾國艦隊陣前并制造戰果，受到重創的第一游擊隊4艘快速巡洋艦已經轉向離開了戰場（實際坪井航三并沒有離開，而是打算滅火自救后再返回，而那時他們將同乾國軍艦“寧遠”、“濟遠”相遇并交戰，形成另外一個戰場），隨著雙方軍艦的距離逐漸接近，雖然缺少了第一游擊隊，但日本聯合艦隊本隊已經運動到了利于進行炮戰的最佳距離，開始發揮他們火力兇猛的特點進行炮戰。
正當本隊6艦在乾國艦隊左翼將“定遠”、“鎮遠”打得火起的時候，以縱隊隊形未能通過乾國艦隊陣前的聯合艦隊本隊，雖然利用密集的舷側火力在炮火對抗中給乾國鐵甲艦造成了巨大的威脅，然而他們面臨的畢竟是乾國艦隊參戰軍艦中的全部精銳，側面大量暴露在外的本隊軍艦接連遭到攻擊的同時，陷入了被乾國海軍兩艘高速鐵甲艦“經遠”、“來遠”攔截夾擊的被動局面。
在“定遠”、“鎮遠”小隊奮力同日本艦隊本隊6艦對射之時，“經遠”、“來遠”小隊已經沖到了本隊的陣前，原本“經遠”、“來遠”打算追擊受創甚重逃跑的第一游擊隊，但在發現旗艦“定遠”受到聚攻后，便從“山城”艦首左側接近，形成夾擊態勢，向本隊各艦開始了猛烈轟擊，以減輕“定遠”和“鎮遠”的壓力。
13時4分，聯合艦隊旗艦“山城”首次中彈，一顆140毫米炮彈穿透了主甲板，剛好落在“山城”艦左舷副炮炮位上，87毫米口徑的克虜伯速射炮立刻被擊毀，3名炮手和1名信號員當場斃命。
不久，本隊的2號艦“扶桑”也被擊中，首先是1枚140毫米加納炮射出的開花炮彈命中了“扶桑”艦的左舷，引發爆炸，導致11名水兵被炸死。緊接著又有1枚140毫米加納炮發射的穿甲爆破彈再次命中左舷，在“扶桑”艦后部水線附近炸響，海軍上尉立井勇健等6人被炸死。
13時10分，日本本隊的“嚴島”艦被“經遠”艦擊中。炮彈命中“嚴島”艦首的320毫米主炮塔，彈片四散，在炮塔內督戰的分隊長肥浜奇馬海軍大尉、炮術長白云上清之介海軍大尉以及二等兵東野恒飛之助當場斃命，另有7名日本水兵被流火燒傷，不治身亡。
此時的戰況，正如當時在本隊外側航行的“西京丸”艦時候戰報所說的那樣，“下午1時5分左右，敵我艦隊互相炮擊最為激烈，可謂旗鼓相當。”
但在“西京丸”上的日本海軍軍令部長井上良馨不會知道，他看到的這個“旗鼓相當”的局面，將很快發生意想不到的改變。
由于遭到乾國艦隊兩個鐵甲艦小隊的夾擊，按照風帆時代戰列線作戰的傳統，伊東佑亨下令本隊開始轉舵向左航行，準備進行大回轉后改用左側的炮火再與乾國艦隊作戰，以便讓右側炮位得以休整、補充。為便于機動，伊東佑亨同時下令本隊軍艦的編隊航速從8節提高到了10節。激戰之中，日本聯合艦隊的司令官似乎忘記了一點什么。以“山城”的動作為榜樣，各艦依次執行，“扶桑”、“松島”、“橋立”、“嚴島”、“千代田”……“千代田”艦艦長內田正敏海軍大佐突然得到報告，后續的“赤城”、“西京丸”沒有跟上來，脫離了隊列！
伊東佑亨這時才想到這兩條一直尾隨在本隊后面躲避炮火并觀戰的軍艦，想到他的命令可能將海軍軍令部長井上良馨的武備薄弱的座艦置于乾國魚雷巡洋艦的攻擊之下，伊東佑亨一時間冷汗涔涔而下。
此時他能做的，也只有為井上良馨祈禱了。
正當他喃喃的說著“敵艦不會擊中上天保佑的‘西京丸’艦”的話時，本隊隊列當中突然傳來了一聲驚天動地的炸響。
就在轉向的時候，“松島”艦的艦尾被“定遠”艦的主炮擊中了。
本世紀的蒸汽軍艦上，龐大的蒸汽動力設備和復雜笨重的彈藥、武備等裝置通常會占用艦內大量的空間，因而軍艦上可用于布置其他生活、功能艙室的空間非常有限，除了大型的軍艦外，一般的軍艦內都不會有專門的軍醫院。為此，從風帆戰艦時代開始延續下了一個海上習俗，即戰時會將位于軍艦艦尾寬敞的軍官餐廳作為急救所來使用，狹窄逼仄的軍艦內部，還無法奢侈到一間艙室只充作一種功能使用。軍官餐廳里長長的橡木餐桌，平時軍官們圍坐在周圍或會議，或用餐，戰時則就會成為手術臺。在納爾遜時代，一些老水手們經常會特意地向上艦參觀的人介紹，桌布上哪些痕跡是菜肴湯汁留下的，哪些又是鮮血染成的，然后等著欣賞聽眾們驚愕的表情。
“松島”艦和海戰場上的大多數乾日軍艦一樣，海戰開始前不久也將位于主甲板下的軍官餐廳草草改造成了軍醫院，剛剛遭受了“定遠”、“經遠”等乾國軍艦猛烈的打擊，大量的傷員被送到這里。軍醫和護理兵們正站在餐桌前給傷員做手術，地板上為了防止滑倒而敷設的砂土，已經被血染成了紅色，餐廳里充滿了傷員撕心裂肺的哀號聲，空氣中都是令人作嘔的血腥味。
突然間，遠處傳來了一陣如同巨獸咆哮般的吼叫聲，低沉的聲音由遠而近，室內的空氣仿佛也為之在顫抖，“定遠”艦水平發射的1顆305毫米口徑的大倍徑開花彈以雷霆萬鈞之勢擊穿了“松島”艦左舷后部的船殼板，射入艦內，緊接著是一聲雷鳴般的爆炸聲，碎片、硝煙、被炸碎的肢體…一時“松島”艦的內部成了恐怖的地獄。
“松島”艦的軍官餐廳受損嚴重，室內一片狼藉，包括軍醫和傷員在內的等62人被當場炸死，無一幸存，“突然有一顆巨彈飛來，擊毀了‘松島’艦的軍官室，軍醫護理兵傷員等六十余人被炸得稀爛，血肉橫飛…”（《日乾戰爭實記》“‘松島’艦之勇戰”），由于艦內結構遭到了極大破壞，軍艦的后部主甲板發生局部坍塌下陷，幾顆放置在后甲板上的下瀨火藥炮彈也被引爆，燃起了伴隨有黃色煙霧的熊熊大火。
目睹“松島”艦上的慘狀，對陣的乾國軍艦尚未來得及享受勝利的喜悅，很快他們就發現，剛剛命中的那顆炮彈還不足以讓這艘日本軍艦立刻沉入海底。“定遠”艦右側的同隊姊妹艦“鎮遠”很快動作起來，左側炮臺的305毫米口徑巨炮也已經轉向側后方，對準了“松島”艦，槍炮大副曹嘉祥和德籍炮術顧問哈卜門（hekman）指揮水兵將一顆碩大的炮彈裝填進了炮膛，“鎮遠”艦的炮術軍官計劃“以一發炮彈從艦首到艦尾，以對角線穿射，即可致其死命”。由于距離很近，水兵們用平射輕而易舉地又擊中了“松島”，站在“定遠”艦司令里的乾國海軍提督丁禹廷看著周圍額手相慶的官兵，為之激動不已，接連2顆305毫米巨彈的打擊，眼前這艘日本軍艦看來是在劫難逃了。然而出乎所有人意料的是，“鎮遠”射出的這顆炮彈在“松島”艦內炸響，使“松島”燃起了熊熊大火之后，卻依然沒有能夠使其沉沒！
在乾國海軍官兵驚訝的目光中，“松島”艦掛起了“本艦重傷”的信號旗，帶著濃煙大火從日本艦隊的陣列中脫出，向遠方拼命逃離，消失在了繚繞的硝煙中…
由于戰場被煙霧籠罩，能見度不高，已經看不見“松島”艦的一些日本海軍官兵們誤認為“松島“艦肯定是被擊沉了，無不心慌氣沮，而對面的乾國軍艦上則傳來了陣陣歡呼聲。
“我們現在應該撤退，長官。山城”號鐵甲艦的艦長磯邊包義海軍大佐面色蒼白的向伊東佑亨建議道，“敵方是全部四艘主力大鐵甲艦，火力太強，非我我方主力鐵甲艦六艘齊至，方有勝算，現在我方有四艘缺陣，以現在的戰況看，不但無法戰勝敵軍，反而有全隊覆沒之危險。”
就在伊東佑亨猶豫不決之際，對陣的方向傳來了一聲巨響。
仿佛是要反駁磯邊包義的觀點，在這一刻，“扶桑”號鐵甲艦突奏奇功，“扶桑”艦船腰炮房內的一門305毫米主炮擊中了“定遠”艦，炮彈剛好命中“定遠”艦沒有防護的艦首部位，輕易地穿透外壁的船殼板后直入艦內！
曾一度被譽為“亞洲第一巨艦”的“定遠”級鐵甲艦，除了以每艦配備的4門305毫米克虜伯巨炮傲立東亞外，還具有相當厚重的裝甲防護。“定遠”級軍艦的裝甲防護采用的是當時被稱為“鐵甲堡”的集中防護樣式，為保護位于艦體中部的彈藥庫、鍋爐艙、蒸汽機等要害設施，圍繞整個軍艦中部一周，在水線附近敷設了厚度達305－355毫米的裝甲帶，無疑，要想穿透這個厚度的裝甲絕不是件容易的事，不過除了保護在鐵甲堡之內的艦體中部外，“定遠”級鐵甲艦的首尾部分就再沒有豎立的裝甲帶防護，由于不是艦上的要害部位，首尾的防護只不過是在水線下水平縱向敷設了75毫米厚的裝甲甲板，如此一來，“定遠”級軍艦首尾水線上的部位就沒有任何額外防護，成為了艦上防護最薄弱的地方。
“定遠”艦艦首的結構大致可以分為3層，其中在140毫米加納炮塔之下的是軍艦的首樓，首樓內左右兩側的空間是錨鏈通過的通道，長長的錨鏈從錨鏈孔通進來后，再經過這里的通道連接到錨鏈艙內。在兩側錨鏈通道之間則是艦上的水兵廁所。首樓甲板之下艦首的空間是“定遠”艦的軍醫院，內部布置了大量的藥櫥、病床，墻壁上還有橡木材質的墻裙裝飾，“扶桑”射出的305毫米炮彈恰好就穿進了這里，在軍醫院內轟然炸響。由于戰時預料到艦首的軍醫院直當敵鋒，而且基本沒有防護，在這里收容、治療傷者過于危險，“定遠”艦戰時的療傷所實際改到了鐵甲堡之內的空間，艦首的軍醫院里反而空空蕩蕩了。所以這顆炮彈并未造成多少人員殺傷，不過大量填充在彈頭內的下瀨火藥卻大發淫威，一度幾乎危及到了“定遠”艦的生存。
這顆“扶桑”艦打出的305毫米炮彈爆炸后，下瀨火藥急劇燃燒，擁有大量木制構件和家具的艦首軍醫院內立刻出現火災。肆虐的大火以極快的速度吞噬著室內一切能夠點燃的物品，熊熊烈焰帶著灼人的高溫從彈孔以及艦內的梯道艙口向外迅速蔓延，很快首樓和主甲板上都出現了大火，甚至連首樓內存放在柜中的備用纜繩都被點燃了。更為嚴重的是，下瀨火藥燃燒時彌漫出的黃色有毒煙霧以及艦內木制構件燃起的黑煙將整個“定遠”艦的前部完全籠罩，咫尺莫辨，包括4門305毫米主炮在內的所有指向艦首方向的武器都無法瞄準射擊，“定遠”的炮火被迫停滯了下來。“敵艦‘定遠’被我軍發射的炮彈擊穿艦腹起火，火焰從炮彈炸開的洞口噴出，洞口宛如一個噴火口，火勢極為猛烈”（“山城”艦之勇戰，《日乾戰爭實記》）
一時間，位于戰場中央的軍艦都能夠很清楚的看到，“定遠”艦幾乎已經完全處在了濃煙的包圍中，而且艦首部位還在不斷地向外迸射著火光，恍若在烈火中苦苦掙扎的蒼龍，對乾國艦隊而言，這實在是個可怕的情景，一旦下瀨火藥引起的這種“能夠點燃鋼鐵”的大火不受控制，蔓延到鐵甲堡內，后果將無法預料。乾國艦隊旗艦陷入大火之中，火炮射擊也完全停頓了下來，看到這樣的情形，日本聯合艦隊軍艦上到處都充滿著狂歡的氣氛，將近十年以來，日本全國上下都視“定遠”為虎豹而寢食難安，節衣縮食、費盡周章想要摧毀這艘亞洲第一巨艦及其代表的乾國海軍，此刻，夢想眼看就要變為現實了。
“著名的東洋第一堅艦‘定遠’號的艦腹被擊中，似遭到了大破壞，失去了自由運轉的能力，其艦速大大減慢。此時，我艦隊各艦不失時機地一齊向‘定遠’猛烈發炮。‘定遠’艦艦內起火，火焰彌漫了半邊天空。‘定遠’艦上的人員皆停止了發炮，集中力量救火。但是，火勢猛烈，沒有被撲滅的跡象…”（“‘扶桑’艦之勇戰”，《日乾戰爭實記》）
但就在這日本海軍官兵最為激動興奮的時刻，一場巨大的災難突然降臨了。
在“扶桑”號的主炮擊中“定遠”并使“定遠”燃起大火后僅僅兩分鐘，“鎮遠”艦的主炮就擊中了“扶桑”號的船腰炮房！
“鎮遠”射出的這一顆炮彈是新式的穿甲爆破彈，它直接穿透了炮房外壁，在炮房上留下了一個駭人的大洞。突中巨彈的“松島”艦艦體發出顫動，然而這才只是災難的開始。
混裝有林氏火藥和苦味酸的這顆305毫米巨彈在炮房內爆炸開來，爆炸所產生的巨大氣流和破片四下橫掃，脆弱的人體在這樣的沖擊面前，顯得那樣的不堪一擊。
