派往牙山的部隊是由記名提督江自康統領，計有兩千餘人。江自康原為湘軍鮑超部下，1880年，被李鴻章調入淮軍仁字營，率部駐紮北塘。為了迅速趕赴牙山，水路最為便捷，三日即可到達，不過水路雖然便捷，但如遇日艦攔截，危險性卻很大。從安全角度考慮，李鴻章想到了一個辦法，即用重金雇用英國商船來擔負運兵任務。在李鴻章看來，英國商船懸掛的是英國國旗，這就是最好的保護傘。日本人膽子再大，也絕不敢貿然生事。想當年，他率淮軍東援上海時，就使用過這招。盡管千裏長江航線，到處是太平軍的營壘和戰船，但在英國商船的庇護下卻安然無恙。為了保險起見，他還指示北洋海軍調派數艦前往牙山海口外警戒，以備策應。可是，李鴻章這一次失算了，因為朝鮮不是上海，而日本人也不是太平軍。
李鴻章重金雇用的英國商船共三艘，即“愛仁”“飛鯨”和“高升”。7月21日傍晚，江部第一批援軍千餘人乘坐“愛仁”號商輪從天津大沽出發，向牙山進發。次日，北洋海軍也遵照李鴻章的指令派出“濟遠”“廣乙”和“威遠”三艦前往牙山海麵警戒。就在“愛仁”號開出差不多同時，上海方麵傳來一個情報，說是停泊在日本佐世保港的十一艘日本戰艦昨日出港去向不明。
這一情報立即引起李鴻章的警覺。他旋即電令丁汝昌帶海軍大隊前往牙山一帶巡護，以保護運兵船的安全。丁汝昌接到命令，馬上調派北洋海軍主力戰艦九艘及兩艘魚雷艇前往牙山防衛，其中包括“定遠”“鎮遠”兩大鐵甲艦。巧合的是，就在同一天，俄國使館派參讚巴甫洛夫來見李鴻章，表示俄國駐朝使館對日占據漢城，驚擾商民，深感不安，已電請俄政府派兵驅逐日軍。這一消息讓李鴻章頗感振奮。他當即表示，如果貴國派出軍艦，我海軍亦可隨同前往。隨後，李鴻章便電令丁汝昌取消原定計劃，暫不前往牙山，等到俄國派出兵船，再隨同赴朝。
但是，李鴻章並不知道，他又犯了一個錯誤。其實，李鴻章得到的第一個情報並不準確。據事後的資料顯示，早在7月20日，清軍援兵尚未出發，日本軍方已通過潛伏在天津的間諜得知了消息。經過兩天的部署和準備，日本聯合艦隊才陸續出動。23日上午十一時，第一遊擊隊“吉野”“秋津洲”和“浪速”三艦首先開拔，駛離佐世保港，次日抵達豐島海麵，而此時後續大隊尚沒趕到。如果這時李鴻章沒有撤銷北洋海軍大隊前往牙山的巡護任務，那麼在以少對多的情況下，日本第一遊擊隊也許就不會貿然發動偷襲，豐島悲劇也許就會避免。遺憾的是，陰差陽錯，這一切都因為計劃的改變而改變了。[398]
22日、23日，擔任運兵任務的英國商船“飛鯨”“高升”相繼從天津大沽出發，開往牙山。就在“高升”出發的當天，日軍衝入朝鮮王宮，挾持朝鮮國王，成立以大院君為首的親日傀儡政府。朝鮮形勢進一步惡化，而日本海軍第一遊擊隊也正在逼近。“濟遠”號管帶方伯謙得知消息後，自知難敵日艦，便做出了撤離的準備。當時正在牙山海麵執行警戒任務的有北洋海軍“濟遠”“廣乙”和“威遠”三艦。三艦中除“濟遠”是由德國進口的裝甲巡洋艦外，“廣乙”“威遠”均由福州船政局生產，不僅老舊落後，而且“威遠”還是最早一批生產的木殼兵船，戰鬥力實在有限。
24日下午，第一艘運兵船“愛仁”號卸船完畢，方伯謙考慮到“威遠”號航速慢，又是木製外殼，決定讓其先行撤離。次日清晨，當第二艘運兵船“飛鯨”號登陸結束，“濟遠”“廣乙”才離開牙山，返航回國。然而，就在此時，早已到達豐島附近海麵的日本海軍第一遊擊隊不宣而戰，向兩艦發起突襲，挑起了豐島海戰。“濟遠”“廣乙”隨即開炮反擊，多次擊中敵艦，但自身也傷亡慘重。“濟遠”號大副頭部中彈，腦漿迸裂；二副亦為敵彈所中，胸腹洞穿，死傷官兵達五十餘人；而“廣乙”船小炮弱，更是遭受重創，無力繼續戰鬥。在寡不敵眾的情況下，“廣乙”“濟遠”先後撤離戰場，但日艦緊追不舍。在撤退中，“廣乙”發炮擊中“浪速”左甲板，並乘機駛離，後因艦體損毀嚴重，在朝鮮西海岸擱淺。管帶林國祥下令縱火焚艦，以免資敵，隨後率殘部登岸並輾轉陸續回國。