随后日本的策略起了效果，在联合舰队迫近威海之后，清廷大怒，光绪皇帝责难北洋水师提督丁汝昌不能保卫疆土。
户部尚书翁同龢更是指责道，耗费朝廷巨资打造的北洋水师，到底能不能与日人交战
其矛头更是指向北洋掌舵人李中堂，其目的也是不言而喻。
被逼无奈的李中堂，不得不命丁汝昌赴黄海巡航以平息皇帝的愤怒和缓解舆论的压力。
12日，北洋水师主力舰12艘由威海出发，赴鸭绿江口的大东沟，护送陆军登陆。
9月13日，联合舰队本队和第一游击队开赴鸭绿江口，搜寻向北洋水师主力决战。
中日两方舰队都云集到一处，自然非常容易发生交战。
17日，在大东沟海域，两方战舰终于都发现对方。于是一场关系到中日战争走势的海战就此展开。
一交战日本就撞了大运，联合舰队旗舰松岛号开炮将定远主桅击中，指挥信号索被炮火击毁，在飞桥上督战的丁汝昌身负重伤，无法继续指挥。
这一开场，北洋水师各舰除能随定远进退之外，已经失去了指挥。
随后日本舰队装备的大量管退炮炮，就让北洋水师尝到了苦头。虽说北洋水师也装备有速射炮，但是由于李中堂拨给的费用较少，数量也不够，所以这场海上炮战，其打的很吃力。
交战没多久，杨威、超勇两艘老舰就被击沉，随后平远号也被引燃大火，不得不退出战斗。
济远号管带方伯谦被惨烈的交战给吓住了，擅自撤离了战场。
济远号擅自撤离，极大的打击了其他各舰官兵的士气现在网上居然有为方伯谦翻案的言论，这也是够了。
而日本联合舰队则士气大振，指挥官伊东佑亨中将更是发出要全歼北洋水师主力的豪言。
当然他这样说也是有自己底气所在，两艘花费巨资的吉野、秋津洲两舰，在海战中表现极为出色，是联合舰队倚重的利器。
果然随后在两舰的带领下，经远、来远两舰也随后战沉。
至此北洋水师，除了定远、镇远装甲舰，以及致远、靖远两艘装巡之外，其他主力战舰，不是被击沉就是退出战斗。
当然这四艘战舰想要被击沉，也不是像其他两三千吨巡洋舰那么容易。
其厚实的装甲，抵挡住了联合舰队大量速射炮的攻击。
但是目前战场态势对北洋水师极为不利，已经完成任务的游击舰队加入到对四艘北洋战舰的围攻中，双方从下午三点一直打到五点三十分。在两个多小时的时间里，镇定二舰各自承受了三四百发的炮弹。而致远、靖远两舰也有两百余发，当然联合舰队也不太好过，虽然北洋发射的炮弹少，但是基本上联合舰队每舰各自吃了三四十发炮弹。尤其是镇定二舰的305毫米主炮，更是威力惊人。将比叡、扶桑两舰，打的重伤撤离战场。而致远、靖远两舰也不甘落后，将千代田、西京丸两巡洋舰，打的重伤退出战斗。
而打到后期，北洋四舰炮弹告急，这时候致远号管带丁汝昌做出了一个重要决定，让靖远与镇远、定远三舰撤离战场，他驾驶致远号断后。
面对丁汝昌舍生忘死的举动，其他三位管带也知道，这时候已经打不下去，只能留下致远号先行撤离。
而日本联合舰队司令官伊东佑亨，看到北洋舰队的举动，决定见好就收吃下致远号。让他做出这个决定也有日本联合舰队炮弹不多的原因，集中打掉一艘，总比放掉四艘要强。
于是接下来致远号遭到联合舰队围攻，其身中四百余发炮弹，导致人员损失80，而且火炮动力全失，沦为海上浮棺。此时日本联合舰队依然眼馋该舰，发信号要求其投降，被丁汝昌断然拒绝，最终被高千惠号就近用鱼雷击沉，而丁汝昌也随该舰一同阵亡。
而致远号舰上四百名余名官兵，只有三十二人获救。
随着致远号的沉没，也标志了大东沟海战的结束。
在这场海战中，北洋水师损失绝大部分主力战舰，损失吨位高达1一万九千多吨，人员损失高达一千五百多人。而联合舰队吨位损失2300吨比睿号巡洋舰，在归途中重伤沉没，人员损失600多人。
可以说这场海战之后，北洋水师已经没有与联合舰队抗衡的势力。虽然还剩下三艘七千吨大舰，但是其他战舰已经伤亡殆尽，缺少其他辅助战舰之后，北洋水师实力下降了一大截。
至于那位临阵脱逃的济远号管带方伯谦，回到驻地后就被收押起来，最终被处以极刑。
大东沟海战结果除了当事两国之外，也被以极快的速度传遍了世界。
虽然中日只见的战争还在继续，但是对海战过程的讨论已经有了初步的看法。
首先，管退炮将是未来舰炮的主流，其次军舰编队也应该以吨位航速进行编组，另外指挥官必须在战前指定接任军官，不得是同一艘战舰军官等等。
当然谈论最多的还是，快速的巡洋舰绝不应该与慢速的装甲舰混编。
没错，这次北洋水师其实最大的失利，就是将两艘航速达到14节的定远、镇远混编。
这虽然极大增强了北洋战列编队的实力，但是却将巡洋编队极度削弱。
要不然日本游击编队哪能那么快消灭北洋的巡洋编队，为赢得这场海战打下了基础。
这也充分说明北洋提督丁汝昌，不是一个合格的舰队指挥官，其指挥才能太弱。
说起来，北洋水师不是有那么多顾问么，尤其是身为总顾问的安东尼奥少将，更应该指出其中的错误。
安东尼奥少将他冤枉啊，之前在舰队出海的时候，他就已经提过了，但是奈何这位丁提督坚持认为本队才是关键，只要打垮敌人本队，那么再与敌巡洋舰编队交手。
而后面的事大家都知道了，重伤失去指挥官后，北洋水师完全就是各自为战，这不输还有什么天理。
而随着北洋水师的失利，日本得到制海权后，运输线路也就无后顾之忧了，接下来就要看陆地上的表现了。
