日艦倉促逃竄，北洋海軍抖擻直追。這時(2時5分)，第一遊擊隊已通過北洋艦隊右翼，正擬轉入北洋艦隊背後，伊東祐亨倉猝收回信號，號令第一遊擊隊回救比睿、赤城。第一遊擊隊奉召當即向左轉舵回駛，以高速向比睿、赤城與北洋艦隊之間活動，用左舷炮火射擊，且擊且進。赤城、比睿得救，乘機逃離疆場。

日本第一遊擊隊四艦，一麵以狠惡炮火射擊，一麵加快速率，橫越北洋艦隊陣前，左轉舵，改道飛奔，繞攻北洋艦隊右翼之超勇、揚威二弱艦。超勇、揚威均為1881年(光緒七年)下水的陳腐兵艦，艦齡已達十三年。且“艦中隔壁，俱為木造，施以油漆，裝點表麵”。實際上，老朽陳腐，速率遲緩，炮火不濟，防備力極弱。二艦雖極力抵當，但在仇敵四艘快速巡洋艦的一舷齊射的上風火力進犯下，終究中彈起火。

致遠號官兵奮勇殺敵，視死如歸的豪傑氣勢，尤其可佩可佩，可歌可泣。在管帶鄧世昌批示下，致遠號縱橫海上，與敵奮戰，中彈累累，受傷欹側。在狠惡的戰役中，炮彈垂儘。這時，恰與日艦吉野相遇。鄧世昌見吉野恃其船捷炮利，橫行無忌，憤恚地對大副陳金揆說：“倭艦專恃吉野，苟沉是船，則我軍能夠集事。”決意與之衝撞，同歸於儘。籌辦以已之捐軀，保全軍之勝利。陳金揆深為感奮，遂鼓快車向吉野猛力牴觸。日本官兵見狀大驚失容，集合炮火向“致遠”射擊，“致遠”艦右邊魚雷發射管被擊中，引發大爆炸，3時30分，以右舷傾斜，在東經123度34分，北緯39度32分的黃海海麵上淹冇。全艦官兵除七名遇救外，全數壯烈就義。