9月5日上午，北洋舰队的主力，计军舰0艘，附属舰艘，在丁汝昌率领下到达大连湾，护送4000余名入朝援军到朝鲜。
9月7日，上午时，运兵船卸载完毕... --
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载完毕。9时，北洋水师定远号旗舰上挂出龙旗开始返航。0时2分，日本联合舰队第一游击队率先发现了北洋水师。便挂出“东北方向发现三艘以上敌舰”的信号旗。0时0分，北洋水师镇远舰桅楼上的哨兵到西南方向海面上有几簇黑烟，发现日本舰队。丁汝昌随即命令各舰升火、实弹，准备战斗。2时05分，日本联合舰队第一游击队在先，本队在后，呈单纵阵，接近北洋水师。2时50分，双方舰队相距500米，北洋水师旗舰定远舰首先开炮。联合舰队第一游击队在距北洋水师5000米处即向左转弯，航向北洋水师右翼。联合舰队航向北洋水师右翼。冒险将舰队暴露于北洋水师阵前。十秒钟后，镇远舰也发出炮弹，紧接着，北洋舰队各舰一齐发炮轰击。三分钟后，日本旗舰松岛舰也开始发炮还击。2时5分，联合舰队旗舰松岛开始发炮还击。定远主桅中弹，信号索具被炮火所毁（一说因战船老朽发炮时震塌飞桥），在飞桥上督战的丁汝昌身负重伤。刹时间，双方各舰百炮一齐怒放，硝烟弥漫。海水沸腾。
北洋水师共有火炮95门，鱼雷发射管556，总排水量200吨，总兵力226，平均航速，02节。日本联合舰队共有火炮26门，鱼雷发射管56，总排水量4040吨，总兵力96。平均航速45节。其中，日本第一游击队平均航速达94节。另据英国海军年鉴统计。当时速射炮的发射速度是原后装炮的六倍，由此计算，日本舰队的火力实际上相当于北洋舰队的三倍。日本联合舰队具有很大的优势，这些都是日本这些年来举全国之力发展海军所取得的成就。相比之下，北洋水师训练经费不足，军费甚至被慈禧太后挪用，以至于到现在已经落后于日本了。
战斗开始不久，北洋舰队旗舰“定远”舰由于下水2年，7年未修。主炮炮塔起火，丁汝昌烧伤，信旗被毁。丁汝昌拒绝随从把自己抬入内舱，坚持坐在甲板上督战。可是他也只能鼓一舰士气。日第一游击队4舰利用航速优势绕攻北洋舰队右翼“超勇”、“扬威”，二舰相继被击中起火，退出战斗。日舰“吉野”也被北洋舰队击中起火，但很快被扑灭。时0分左右。“超勇”沉没，管带黄建勋落水，“左一”鱼雷艇驶近相救，抛长绳援之。黄不就，从容死难，舰上官兵也大部壮烈牺牲。
当日本第一游击队绕攻北洋舰队右翼时，本队也与北洋舰队主力交相攻击。日本军舰“比睿”、“赤城”、“扶桑”、“西京丸”遭到北洋舰队截击。“定远”、“来远”、“经远”重创日舰“比睿”、“赤城”。“赤城”舰长坂元八太郎阵亡。“西京丸”也受重创。4时5分左右，日本舰队绕至北洋舰队背后，与第一游击队形成夹击之势。北洋舰队腹背受敌，队形更加混乱。
“经远”继续迎战“吉野”，遭吉野、浪速、秋津洲、高千秋四舰围攻，中丛弹起火，全舰奋勇抗御，经远全舰将士“发炮以攻敌，激水以救火，依然井井有条”。经远舰以一敌四，拒战良久。激战中，管带林永升不幸“突中炮弹，脑裂阵亡”，帮带大副陈荣和二副陈京莹也先后中炮牺牲。最后在浪速、吉野、秋津洲、高千秋的围攻下经远舰中弹累累，不久，“左舷舰首向水中沉下”，在东经2度40分7秒，北纬9度5分海面上，舰首向东，左舷倾覆而沉没。全舰官兵二百余人，除十六人遇救外，其余全部阵亡。
“致远”沉没后，“济远”管带方伯谦、“广甲”管带吴敬荣，临阵脱逃（方伯谦等是否临阵脱逃，有不同法）。“靖远”、“来远”因中弹过多，退出战斗，避至大鹿岛附近紧急修补损坏的机器。
定远、镇远两舰浴血奋战，中弹甚多，几次起火。
下午时0分，镇远舰的05公分大炮连续击中日本旗舰“松岛”号二次。松岛后甲板四号炮塔中弹后，火焰引发炸药，发生了大爆炸。松岛船轴倾斜5度，冒起白烟，火灾大作。
不久，靖远、来远抢修完毕，重新投入战斗。日本军舰赤城、比睿、西京丸负伤，旗舰“松岛”情况也不容乐观，“吉野”、“扶桑”也受了伤，又见北洋舰队重新集队，伊东祐亨便于7时40分左右下令撤出战场。
北洋舰队稍事追击，也收队返回旅顺。历时5个多小时的黄海海战到此结束。
海战的结果：北洋舰队损失“致远”、“经远”、“超勇”、“扬威”、“广甲”（“广甲”逃离战场后触礁，几天后被自毁）5艘军舰，死伤官兵千余人；日本舰队“松岛”、“吉野”、“比睿”、“赤城”、“西京丸”5舰受重创，死伤官兵600余人。此役北洋水师虽损失较大，但并未完全战败。然而李鸿章为了保存实力，命令北洋舰队躲入威海港内，不准巡海迎敌。日本夺取了黄海的制海权。
（黄海海战，大都引用的资料，望书友们多多包涵！）
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