伊东祐亨发现北洋水师的失误，下达了对北洋水师进行夹攻的命令，第一游击队接到命令后，马上顺时针绕到北洋水师后方，趁此机会，联合舰队打算左转从北洋水师右翼前方冲往左翼，但是被“比睿”，“扶桑”，“赤诚”，“西京丸”拖住了速度，北洋水师的左翼和中心战舰对着着四艘联合舰队的战舰进行交叉射击，打算讲他们一举消灭。北洋水师死死咬住这四艘战舰，根本没有放他们走的打算，北洋水师几乎集中了全部火力对着日本的这四艘军舰猛轰。
就在北洋水师以为自己冲断了日本联合舰队的阵型时，伊东祐亨带领的本队已经占据有利位置，他牺牲四艘军舰就是为了达成这一目的，如果此时北洋水师发现日军的动向还有反攻的余地，因为此时第一游击队误解了伊东祐亨的信号含义，第一游击队全体左转，回航救援被困的四艘战舰，这也是北洋水师打破日本联合舰队夹攻策略的最好机会，可惜被错过了。
伊东祐亨见第一游击队误解了自己的意思，马上命令本队右转，绕到北洋水师后方，而第一游击队顶替了本队的角色，这时北洋水师也发现了日军的意图，试图从战斗中退出，但是为时已晚，北洋水师已经被日本联合舰队给夹在中间了。
下午3时20分，“致远”舰的处境极其危险，前方是联合舰队的第一游击队，“吉野”号首先开炮，“致远”管带邓世昌命令瞄准“吉野”号狠狠的打，但是发射了最后的几发炮弹都没有命中，邓世昌见两舰距离很近，把辫子一甩，大吼道：“誓与此舰共存亡，撞沉吉野！”邓世昌命令开足马力，朝“吉野”号冲了过去，冲出去的“致远”舰遭到了四艘战列舰的围攻，“致远”舰被4枚炮弹同时命中，舰首舷边鱼雷发射管里的一枚鱼雷被引爆，舰首破裂，大量的海水涌入，军舰开始下沉，但是邓世昌仍然命令继续前进，直到军舰完全沉入海中，包括邓世昌在内，全舰246人牺牲，只有7人生还。
看着“致远”舰沉没，“济远”号管带方伯谦，害怕敌舰掉过炮口轰击自己，于是赶紧下令逃离战场，见此同一编队的“广甲”管带吴敬荣也下达了逃跑的命令，但是慌不择路，在大连三山岛附近搁浅。
随着两艘军舰的逃跑，北洋水师的左翼已经没有了，只有右翼还在那苦苦支撑，他们不愿意放弃，因为他们还在战场上。
“经远”号被第一游击队给盯上了，处境异常危险，遭到第一游击队的集中攻击，北洋水师由于失去指挥，一心想保持阵型，无法前来支援，在接连不断的炮火下，“经远”号被打成了筛子，管带林永升，大副陈荣在对全体官兵下达了拼死作战的命令后先后阵亡，士兵们在高级军官全体阵亡的情况下仍然继续战斗，最后全舰只有16人被救，200余人阵亡。
