平壤之戰以後，便是日軍計劃的第二步，控制黃海制海權，消滅北洋艦隊！

　　9月上旬，清廷鑒于平壤将有大戰，拟由海路迅速運兵赴援，北洋艦隊奉命護航。

　　中旬，北洋艦隊護送運兵船向鴨綠江大東溝進發。

　　在到達大東溝後，運兵船上的陸軍部隊陸續上岸，而北洋艦隊主力艦船在大東溝外錨泊地停泊。

　　次日，北洋艦隊在完成護航任務後正準備由大東溝口外返航，突與搜索而來的日本聯合艦隊遭遇，随即爆發了黃海海戰。

　　上午10時，日本聯合艦隊先頭部隊在黃海海面上發現了一團黑煙，日軍判斷是北洋艦隊的軍艦，日艦排成單列縱隊，準備迎戰北洋艦隊。

　　同時，停泊在大東溝外錨泊地的"鎮遠"号鐵甲艦發現有多艘日本軍艦正向錨泊地駛來，立即向作了旗艦報告。

　　丁汝昌接到報告後，命令北洋艦隊由停泊隊形變化成楔隊形，迎戰日本聯合艦隊。

　　由于向兩翼展開需要時間，不待隊形完備，12點50分，"定遠"打響了黃海海戰的第一炮，接着，北洋水師各艦紛紛開炮。

　　旗艦“定遠”的管帶劉步蟾的擅自下令發動攻擊将其緊張的心情暴露無遺。

　　此時，定遠距離敵陣還有5300米，北洋艦隊僅形成了較為散亂的人字形陣型，完全未處于有效的對陣狀态。

　　劉步蟾此炮，相比較日軍在北洋水師發炮後，繼續挺進達三分鐘之久，直至距離3500米時，才在有利陣型上開炮還擊的舉動，或許第一炮就已經暗示了戰争的勝負。

　　12點53分，日艦旗艦"松島"也向北洋水師開炮射擊。

　　日軍甫一開炮，便收到意想不到的效果——旗艦"定遠"被日艦的猛烈炮火打壞了信号旗，桅杆被擊中，提督丁汝昌摔成重傷，整個艦隊失去了統一的指揮，各艦均在各自為戰。

　　丁汝昌的墜艦，給士氣帶來極大的損傷，進一步也加劇了北洋水師的混亂狀态。

　　由于日方艦艇具有快速的優勢，很快形成太極陣，裹住北洋水師的人字陣，并漸漸攻入人字陣腳，将緻遠、經遠、濟遠三艦隔絕于陣外。

　　日艦的第一遊擊隊"吉野"、"浪速"、"秋津州"和"高千穗"利用速度優勢，避開"定遠"，繞到了北洋艦隊的右翼。

　　北洋艦隊的右翼為撞擊巡洋艦"揚威"、"超勇"，兩艦開炮還擊，擊中了"吉野"、"秋津州"和"高千穗"，"超勇"在開戰半小時後沉沒。

　　"揚威"艦體嚴重傾斜，駛離戰場後擱淺。

　　看到擔任指揮的旗艦被擊傷，大旗被擊落，鄧世昌立即下令在自己的艦上升起旗幟，吸引住敵艦。

　　在日艦第一遊擊隊攻擊北洋水師右翼的時候，北洋水師主力和日艦本隊相遇，日艦中實力較弱的"扶桑"、"赤誠"、"西京丸"和"比睿"被攔腰截住，"定遠"、"經遠"、"來遠"對其進行了猛烈的攻擊，然而北洋水師的炮彈以穿甲彈為主，破壞性不強，并未擊沉這幾隻弱艦。

　　3點04分，日艦突發一炮，擊中了"定遠"，"定遠"随即燃起大火，濃煙使船上水兵無法用大炮進行瞄準。

　　"鎮遠"和"緻遠"急忙掩護旗艦自救，"定遠"成功撲滅了大火。

　　鄧世昌駕駛緻遠一艦，由于他抱着必死的決心，故而攻敵最力，兩陣甫合，其他船還在後面，緻遠便獨自向前猛駛沖鋒直進，開放船首船尾英國制造的十二噸大炮，并施放機器格林炮，先後共百餘出擊。

　　他指揮的緻遠号在戰鬥中最英勇，前後火炮一齊開火，連連擊中日艦。

　　多艘敵艦突然将"緻遠"團團圍住，緻遠多處中彈，船身越來越傾斜，情況十分危急。

　　敵艦全力攻擊，"緻遠"多處受傷全艦燃起大火，艦體嚴重傾斜。

　　此時其他艦艇已在一片混亂之中，無一艦能勇往協助緻遠，緻遠顯示出孤軍深入，無複後繼的态勢。

　　日艦見有機可乘，便以四艦環攻緻遠艦，鄧世昌感到最後時刻到了，對部下說:"我們就是死，也要死出中國海軍的威風，報國的時刻到了!"

　　炮手大聲報道：“禀管帶，炮彈用光啦！”

　　鄧世昌向着舵手大喊：“打開鼓風機，開啟全速模式，向着吉野進發！

　　魚雷艙！待距離靠近，立即發射魚雷！”

　　緻遠艦突然燃着大火，冒着黑煙，向着吉野号猛沖過去！

　　吉野号以為緻遠想要撞擊自己同歸于盡，吓得不知所措，艦長命令後撤！

　　所有日艦接到命令，集中全部火力攻擊"緻遠"！

　　這時，一發炮彈不幸擊中"緻遠"艦的魚雷發射管，艦體嚴重傾斜，沒有來得及發出最後一隻魚雷，便不幸沉沒了。

　　"緻遠"的沉沒後，"濟遠"管帶方伯謙立即下令撤退。

　　鄧世昌與衆将官包括胡永活皆落入水中，胡永活用力将救生圈扔給鄧世昌，大喊：“師傅！抓住救生圈！”

　　鄧世昌大喊:"我立志殺敵報國，今死于海，義也，何求生為!"