當日本第一遊擊隊繞過北洋艦隊陣前，環攻右翼超勇、揚威時，其本隊6艦恰好駛至北洋艦隊犄角雁行陣“人”字形的前方。北洋艦隊各艦艦首恰恰指向敵艦艦腹。於是，北洋艦隊各艦以艦首主炮猛烈轟擊敵本隊6艦。
比睿、扶桑、西京丸、赤城等後續諸艦，因艦速度遲緩，落於後方，被北洋艦隊“人”字形陣尖將日本本隊6艦組成之單縱陣攔腰截斷，分割為二。
這時，定遠、鎮遠及右翼各艦發右舷炮火猛轟敵艦鬆島、千代田、岩島、橋立；左翼之致遠、靖遠等艦則發左舷炮火截擊比睿、赤城等日本後續各艦。
在北洋艦隊的猛烈炮火轟擊下，比睿、赤城等“不能繼行，終成孤軍”，遭到北洋艦隊的重創。
比睿被打得走投無路，冒險闖入北洋艦隊陣中，企圖在離定遠和靖遠之間500米的間隙中穿過，取捷徑與本隊會合。結果陷入定遠、靖遠、廣甲、濟遠等艦的包圍之中，受到四麵猛烈轟擊，以至艦體、帆檣、索具幾無完膚。懸掛在檣頭上的軍旗被打得七零八落。接著，又被定遠30厘米半巨炮擊中右舷。炮彈在後檣中爆炸，破壞下甲板，引起大火，數十名官兵被擊成碎粉而死；32人負傷。北洋艦隊各艦又發炮平射，比睿艦後艙大火四起，噴出深煙。在熊熊烈火中狼狽逃出重圍。
比睿逃出重圍後，北洋艦隊左翼各艦又以800米的近距離猛轟赤城。1時25分，北洋艦隊旗艦定遠後部15厘米克虜伯炮，再次擊中赤城艦橋右側速射炮，彈片打穿正在觀看海圖的阪元艦長頭部。鮮血及腦漿濺在海圖台上，染紅了羅盤針，阪元八太郎當時斃命。不久，赤城又被來遠擊中一炮，打傷臨時代理艦長的航海長佐藤鐵太郎。前部下甲板亦被擊壞。“蒸汽管亦破裂。”接著數彈飛來，又將大檣轟倒。前後總共被打死11人，打傷20人。艦上軍官幾乎全被擊斃。
除比睿、赤城外，其他艦隻也受到嚴重損失。1時8分，吉野中炮，同一時間，浪速中彈，右舷“一號炮台下水線部被打穿，海水翻騰，浸入甲板”。1時9分，高千穗右舷後部水線處中彈，與此同時，秋津洲被21厘米炮彈擊中。1時14分，定遠所發炮彈，打穿西京丸上甲板，軍官室及附近房間被破壞。
當日艦比睿逃出北洋艦隊包圍，抄近路追及本隊時，因艦上餘燼未熄，火災再起。大火燃及彈藥庫，十分危急。比睿被迫掛出“本艦火災，退出戰列”信號，離隊向西南方逃去。赤城見狀急往營救。
北洋艦隊來遠等數艦見比睿逃走，立即鼓輪奮勇追擊。當距比睿300米左右，比睿發炮擊中來遠甲板，引起火災。其他各艦減速至來遠周圍施救。比睿、赤城乘機猛逃，距離逐漸拉長至八九百米。此時，在附近行駛的西京丸見狀大驚。急忙發出“比睿、赤城危險”信號，召喚其他日艦前來救援。
這時（2時5分），第一遊擊隊已通過北洋艦隊右翼，正擬轉入北洋艦隊背後，伊東佑亨急忙發出信號，命令第一遊擊隊回救比睿、赤城。第一遊擊隊奉召立即向左轉舵回駛，以高速向比睿、赤城與北洋艦隊之間運動，用左舷炮火射擊，且擊且進。赤城、比睿得救，乘機逃離戰場。
此時，原停在大東溝口外的平遠、廣丙及魚雷艇，應召前來助戰。駛到北洋艦隊右翼後方，適與日本艦隊相遇，各艦立即向日艦發起攻擊。
2時34分，“平遠發射二十六厘米炮彈一發，命中鬆島左舷軍官室，貫穿魚雷用具室。打死左舷魚雷發射員四名”。
3時10分又中一炮，炮彈“打穿左舷中央魚雷室上部，在大檣下部爆炸。打死左舷魚雷發射員二名”。
3時15分，岩島又被平遠擊中兩炮。但同時平遠亦被日艦擊中起火，被迫退出戰場。
這時，日艦本隊已駛過北洋艦隊右翼，繼續向右轉舵，繞至北洋艦隊背後，恰好與第一遊擊隊形成對北洋艦隊夾擊之勢。
於是，日本艦隊處境開始轉向上風。北洋艦隊因被包圍，處於內線作戰，腹背受敵，轉趨不利地位。
北洋艦隊雖腹背受敵，形勢不利，但廣大官兵毫不畏縮氣餒，反而“愈戰愈奮，始終不懈”。
提督丁汝昌身受重傷，不下火線，置個人生命安危於不顧，忍痛帶傷，坐於甲板上鼓舞士氣，“激勵將士，同心效命”。
總兵定遠管帶劉步蟾於丁汝昌負傷後，代為督戰，指揮北洋艦隊奮力與日艦激戰。
廣大士兵頑強奮戰，不怕犧牲的愛國主義精神催人淚下。
就連親身參加海戰的定遠副管駕英人泰勒也承認：北洋艦隊士兵奮勇爭先，毫無恐懼之色，一些士兵身負重傷，拖著被炮火致殘的肢體，忍著傷口的巨大疼痛，繼續戰鬥。