恰在这时交战双方都发现了不远处正有一支舰队在快速驶近战场，这支舰队看起来相当的强大，足有十艘大开型战舰组成，从舰队所挂着的旗帜来看双方都没有认出来这是哪个国家的舰队。看来舰气势凶凶的直插战场的模样，让正想一口气把北洋舰队整个击沉的伊东佑亨也不得不怀了一分戒备之心，害怕在这个关键时刻再发生什么意外，暂时放松了对定远和镇远的围攻，让战舰上正四处着火的两舰士兵有了救援的时间。
这支新出现的舰队就是早就关注这场战争多时的江海所带领的太平洋舰队，这次出现这么晚可不是像上次那样的迟到了，而是原计划就是在清是海军决战末期或结束再攻击日本联合艘队以便减少自身舰队的损失，虽然由于日本联合舰队的实力并历史上的增强了，与清北洋舰队的战斗并损失并没有预料中的那么大，也就造成了这次海战并不以原来的时间来结束战斗。
江海却没有办法任由双方在战斗下去，不说清军的整个北洋舰队可能都会被葬送在这片海域，就说这个因为时间的关系就可能江海的歼灭计划无法实施，现在的技术可没有哪支舰队拥有夜战的实力，江海的太平洋舰队当然也是如此。
可是现在距离天黑也只有不到三个小时了，如果再让日本人和清国北洋舰队的“镇远”、“定远”打下去的话，没有一个两个小时的时间根本不会有一个结果，到那时再加入的话可能开战不了多长时间天就黑了，江海可没有把握做到能在极短的时间里就击沉或击败日本联合舰队的主力。
此时太平洋舰队和日本联合舰队的实力对比是太平洋舰队拥有万吨级列舰2艘、重巡洋舰4艘、轻巡洋舰4艘总吨位78700吨，283毫米主炮12门、210毫米主炮32门、150毫米速射炮20门、105毫米速射炮40门、88毫米速射炮24门、75毫米速射炮80门共大小火炮208门，编队航速19节。日本联合舰队总共拥有巡洋舰15艘、炮舰3艘总吨位50448吨，320毫米主炮3门、260毫米主炮6门、240毫米速射炮8门，150毫米速射炮27门、120毫米速射炮60门、75毫米速射炮50门再加上其它各种口径机关炮共260余门，编队航速10.2节，远低于清北洋舰队的14.5节更无法与太平洋舰队的19节相比。再加上之前与北洋舰队交战虽然取得了胜利，海战的结果是北洋舰队损失“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；而日本舰队自已也不好过，虽没有一艘战舰沉没也造成了“松岛”、“武藏”、“赤城”、“西京丸”4舰重伤，死伤官兵400余人。这也无疑降低了日本联合舰队的部分实力，总之相比较起来无论怎么看江海的太平洋舰队都是远胜于日本的联合舰队的。
下午5点整，已把舰队队形调整成进攻的v字型，四艘重巡洋舰分列左右两边最前端，四艘轻巡洋舰也分列左右两边重巡之后，最后就是两艘战列舰北京号和上海号，由于日本联合舰队此时还呈包围北洋舰队的“镇远”、“定远”两舰，没有来得及调整队形，方便太平洋舰队逐舰消灭，可相对减少不必要的损失，江海这才改原先的纵队阵形为v字型。
虽然对新来的舰队保持了极大的关注，但日本联合舰队的司令伊东佑亨却并没有放弃对北洋舰队两艘铁甲舰的包围，只是相对的减少了攻击的力度。这样的当断不断却为他的联合舰队带来了灭顶之灾。
5点05分，太平洋舰队旗舰北京号战列舰在距日舰4500米的距离上首先开火，4发283毫米炮弹飞跃了几千米空间落在了包围在“镇远”、“定远”舰之后的第一游击舰队身后十余米的位置，飞起的水花有的甚至都落上了吉野号的甲板之上。这几发炮弹虽然没有命中，但给清日交战中的双方所带来的震憾是极其强烈的，清军是在绝望之余仿佛听到了天籁之音，看到了生存下去的希望，令幸存的清军士兵振奋不已，他们不需要是谁救他们的，只知道能够在这场海战中活下去就好。
早在开战不久就被日舰的一发炮弹炸伤的丁汝昌就失去了指挥能力，随后定远舰的指挥就由刘步蟾代理，从开战到江海的舰队加入战斗，定镇两舰均中弹上千发，全靠铁甲坚固而只受一般破损，俱未失去战斗力，才坚持到了最后。
后续的指挥中与定远舰的镇远舰管带林泰曾配合得当，二人都是深悉海战之人对于自身战舰的状况也是十分了解，知道要是没有这新来舰队加入的话，在日舰队主力尚存的情况下他们几无活路，唯有坚持到天黑才有逃脱的可能，但两个小时的时间对他们来说无疑非常艰难，现在有了意外支援，二人所想到的不是马上撒离而是打算和新来的舰队一起对付日本舰队。
早已换了旗舰的伊东佑亨大惊之下马上下令联合舰队各舰列双纵队迎战，但哪里还来得及。在各舰还在调整之时，就被太平洋舰队坚接着的炮击给打断。
5时15分，被太平洋舰队主力炮击的日本本队千代田号巡洋舰沉没，全舰350人中有253人死亡，97人获救。
眼看战术很快就取得了战果的太平洋舰队全体官兵更是群情振奋，在接下来日军重新组队的半个多小时里接连取得战果。
同样被千代田号巡洋舰这么快就沉没的日本第一游击舰队此时也顾不得一直包围着的北洋舰队的“镇远”“定远”两舰，而是按照伊东佑亨的命令加紧重建队形。