随着旗舰“定远”号一声炮响，十秒钟后，镇洋舰队一分队各舰主炮发起第一轮齐射，一时间，无数水柱在日军舰只周围升起。
“吉野”上的坪井航三少将看得清楚，清军主力装甲舰“定远”、“镇远”的火力主要是向自己的第一游击队倾泻，第一游击队若不趁早转向，避开“定”、“镇”二舰的强大火力攻击，下场将不会很光彩。
当“吉野”上的测距军官发出“距离五千码”的信号后，坪井航三立时下令：“各舰随旗舰，加速到十四节，右满舵向左！”
第一游击队四艘装甲巡洋舰一起大幅度转向，在海面上划出一道近似直角的航迹，同时加速到十四节，以一条清晰的斜线从“定远”、“镇远”前夺路而过，扑向清军舰队的右翼“经远”、“来远”、“平远”三舰。
二时四十四分，日本联合舰队“松岛”号在距清军舰队三千七百码时以三十二公分主炮的开火，发出了“舰队总攻击”的信号，本队中的日军舰只亦纷纷开炮，激战开始了。
一分钟后，第一游击队司令官坪井航三少将传令发出信号“适时开炮！”。当“吉野”开至距“经远”、“来远”、“平远”三千码时，即以十五公分速射炮发起攻击，后面的“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”亦随之开炮，“经远”、“来远”、“平远”立即集中火力还击。
清军“经远”、“来远”二舰建造于七年前，主要火力为两门二十一公分主炮和两门十五公分副炮，“平远”五年前服役，主要火力为一门二十五点四公分前主炮和两门十五公分副炮，三舰均没有装备中口径速射炮，而且装甲防御薄弱，而它们的对手是号称“帝国精锐”的日军第一游击队四艘新锐装甲巡洋舰，这四舰共装备十五公分、十二公分中口径速射炮三十门，另有二十六公分重炮四门，且均设有一定的装甲防护。
即使如此，“经远”、“来远”、“平远”三舰仍不畏强敌，奋勇抵抗。
三时零三分，第一游击队插入清军舰阵中，将“经远”、“来远”、“平远”三舰与主舰阵分隔开，两分钟后，“平远”的二十五点四公分主炮给了敌舰一个响亮的回应，一炮命中“吉野”，炮弹击穿“吉野”舷侧装甲，在一号主甲板上爆炸，当场炸死三人，伤十一人，并引起大火。
几乎在同时，“高千穗”亦连中数发二十一公分炮弹，军官宿舍区被炸毁，弹片四飞，一名损管员被弹片击中咽喉而死，另有数人受伤，大火熊熊燃起，直逼军官宿舍区附近的弹药库。
眼看全舰官兵都要全被炸死，“高千穗”舰长野村贞大佐下令：“除驾驶、轮机和火炮人员外，全部舰员投入灭火！”
“高千穗”舰上既要处理死者、包扎伤号，更要救火，一时忙乱不堪。
之后的“浪速”舰在东乡平八郎大佐的指挥下避开了清军巡洋舰的几发炮弹，并以密集的速射炮火力暂时压制了“经远”、“来远”的攻击。
在第一游击队纵队最尾上的“秋津洲”舰舯部第五号炮座中弹，操炮军官以下七名舰员立时阵亡，另受伤九名。
坪井航三并不为这点轻微的损伤而担心，又下令各舰：“集火攻击敌右翼舰只！”
此时处于清军第五小队三舰右翼上的是二千一百五十吨的国产“平远”号巡洋舰，舰长李和中校虽然指挥部下首先击中敌第一游击队旗舰，鼓舞了小队中各舰的士气，但是敌舰的炮火很快集中到本舰身上，李和中校不幸被一弹片穿透胸部，壮烈殉国。
“平远”号在第一游击队炽烈密集的炮火攻击下，舷侧几乎成了蜂窝。三时十六分，一枚敌弹击穿舱壁，在弹药库中爆炸，刹那间舰体腾起一股巨大的黑烟，遮蔽了附近的海空。黑烟渐稀后，“平远”舰已经不复存在，仅余若干木板杂物飘浮海上，全舰官兵一百四十五人仅一名生还。
趁着敌舰集火攻击“平远”之机，“经远”、“来远”不约而同将炮口转向“秋津洲”，连续轰击，命中数炮，又毙敌二十余人，伤三十余人，摧毁炮座一处，打得“秋津洲”上一片鬼哭狼嚎。“浪速”舰长东乡平八郎见状急命部下转移炮火，将“经远”、“来远”的火力吸引过来，以援救“秋津洲”。
“平远”沉没后，第一游击队四舰开始绕着“经远”、“来远”打转，形成一个运动中的半圆阵势，以发扬舷侧火力，环攻“经远”、“来远”。
“经远”、“来远”虽拼死抗击，却因火力不如对方，先后中弹起火。“经远”舰长林永升中校不幸脑部中弹而殉国，大副陈荣少校、二副陈京莹少校也先后中炮阵亡。
“经远”舰失去了指挥，全靠官兵们自发抗敌，直至在两千码距离上被吉野的的速射炮连击数十发，舰体在烈焰中缓缓下沉，炮手却仍坚守岗位，继续发炮击敌，最后与舰共亡。全舰二百零二名官兵，仅十二人获救生还。
“来远”只得以一敌四了，舰长邱宝仁中校见“经远”沉没，号令全舰：“战斗到最后一人！”
邱宝仁一边组织灭火，一边沉着指挥，连发数炮命中“吉野”，打坏敌炮一门，毙伤敌兵各十余人。然而日舰第一游击队依仗势众炮快，以密集的速射炮火力萃于“来远”，“来远”舰上官兵死伤惨重，火炮大多受损，全舰大火扑灭又起，直至无法控制。烈焰扑至舰桥，亲自操舵的邱宝仁中校不幸阵亡，“来远”舰失去控制，在海上蹒跚乱行，日舰趁机贴近轰击，“来远”中弹数百发，终于在三时五十一分沉没，全舰二百零二名官兵，仅生还二十三人。
至此，清军镇洋舰队一分队右翼的第五小队三艘巡洋舰全被击沉。