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向海面上有幾簇黑煙，發現日本艦隊。丁汝昌隨即命令各艦升火、實彈，準備戰鬥。

12時05分，日本聯合艦隊第一遊擊隊在先，本隊在後，呈單縱陣，接近北洋水師。

12時20分，北洋水師在行進中由雙縱陣改為橫陣，旗艦定遠位於中央，其餘各艦在其左、右依次展開，艦隊呈楔形梯隊。

同時丁汝昌還發出命令：“各小隊須協同行動，始終以艦首向敵；諸艦務於可能之範圍內，隨同旗艦運動之。”

12時50分，雙方艦隊相距5300米，北洋水師旗艦定遠艦首先開炮。

聯合艦隊第一遊擊隊在距北洋水師5000米處即向左轉彎，航向北洋水師右翼。

聯合艦隊航向北洋水師右翼，冒險將艦隊暴露於北洋水師陣前。

十秒鐘後，鎮遠艦也發出炮彈，緊接著，北洋艦隊各艦一齊發炮轟擊。

三分鐘後，日本旗艦松島艦也開始發炮還擊。

12時53分，聯合艦隊旗艦松島開始發炮還擊。

定遠主桅中彈，訊號索具被炮火所毀（一說因戰船老朽發炮時震塌飛橋），在飛橋上督戰的丁汝昌身負重傷。

剎時間，雙方各艦百炮一齊怒放，硝煙瀰漫，海水沸騰。

開戰之初，雙方的力量對比如下：

北洋水師：

火炮/門：195

魚雷發射管/架：556

總排水量/噸：32100

總兵力/人：2126

平均航速/節：10。2

日本聯合艦隊：

火炮／門：268

魚雷發射管／架：568

總排水量／噸：40840

總兵力：3916

平均航速／節：14。5

其中，日本第一遊擊隊平均航速達19。4節。

另據英國海軍年鑑統計，當時速射炮的發射速度是原後裝炮的六倍，由此計算，日本艦隊的火力實際上相當於北洋艦隊的三倍。

依航行次序，日艦配備情況如下：

第一遊擊隊：

艦名：“吉野”

艦長：河源要一

滿載排水量／噸：4216

航速／節：22。5

主炮／門：150mm速射炮　x　4

艦名：“高千穗”

艦長：野村貞

滿載排水量／噸：3709

航速／節：18

主炮／門：260mm　x2

艦名：“秋津洲”

艦長：上村彥之丞

滿載排水量／噸：3150

航速／節：19

主炮／