6时40分，刘步蟾率第三护航编队在丰岛海域接应到第四编队并接过的指挥权，下令向牙山前进。
7点15分，定远舰瞭望手真在用李经迈给北洋各舰配发的蔡司Conquest12X45mm望远镜，这款是适合做远距离观察任务的望远镜。忽然，瞭望手发现了远处的海平线上出现了一丝灰色的烟雾。
“报！方向196发现不明烟雾！”
刘步蟾，心里咯噔一下“不会是日本舰队吧！”望向西南方，还真有烟雾，有越来越浓的迹象。
7点23分，各舰纷纷传来发现不明舰队的报告。
“密切监视！命令，拉响战斗警报，各炮就位！”刘步蟾感觉到可能真的要开战了，刘步蟾拿起了送话器喊到“各舰注意，我是舰队临时总指挥刘步蟾，各舰准备战斗，命令‘来远’、‘济远’随我呈纵队沿海岸线迂回迎上，‘广乙’护送‘高升’‘操江’返回刘公岛驻地。”
旗语兵回复到：“大人，英籍商船问我们为什么命令他们返回。他们说运输任务还没有完成，拒绝返回”
宋文骂道：“这些英国佬眼里只有钱！”
刘步蟾仿佛想到了好办法，眉飞色舞地道：“你去回复，就说回到刘公岛，想要多少钱，我们提督大人都会给他的！”
宋方小声说道：“这恐怕不合适吧！”
“怕什么，他李经迈有的是钱！有什么事我担着！”
……
在7点20分的时候，日本联合舰队第一游击队“吉野”、“浪速”及“秋津洲”也发现了北洋海军的临时护卫编队。
“纳尼，情报上不是说护航的只有‘济远’和‘广乙’么，这北洋海军的旗舰‘定远’怎么会出现在这里？”第一游击队司令关坪井航三少将看见定远非常地吃惊。联合舰队伊东佑亨给平井的指令是，遇到北洋军舰，遇弱则战，遇强则避。这时坪井航三开始犹豫是否开火的问题。
“将军，北洋舰队发现我们了，正在以纵队向我方靠近！为首的是‘定远’随后是‘来远’、‘济远’两舰。”吉野舰舰长河原要一报告道。
“报告！‘高千穗’和‘浪速’询问是否开火。
“让他们等一等！”
……
此时双方舰队距离渐渐拉近。
定远舰上
“刘军门，日本三艘巡洋舰正急速向我方驶来，看这架式像是要开战！”
“中间的那艘应当是日本舰队的‘吉野’号了，左右看着像是3600吨的‘浪速’和‘高千穗’那两艘同级舰了。”刘步蟾道。
“嗯，邓大人的‘海疆’和叶管带的‘海风’便是这吉野的复制品，排水量4000多吨，拥有152mm单装炮4门，120mm单装炮8门，47毫米单装炮22门，水上鱼雷发射管5门。重要的是他的航速高达23节!”
“是啊，如此高的航速，只可惜给了他邓世昌、叶祖珪，而我却只能开这十年前的老舰，吨位大十大，遇到快速舰，只有吃亏的份！”
宋文听后担忧道：“那我们是否先下手为强！”
“不可，两国还未宣战，贸然行事会担大责任的！”
“那要不要用电台告知提督大人！”
“不用，就算打起来，那几艘小吨位舰我应付不了，笑话。”刘步蟾选择了继续观望，“传令兵，用旗语给日本舰队发信号，问问他们来此所为何事！”
“是！”
……
“报告司令官，北洋海军旗舰‘定远’问我们为什么来到丰岛海域。”吉野舰上的旗语兵大声报告道。
“回复清国海军，就说我们在执行日常训练！”
“嗨！”
坪井航三此时非常冷静，他觉得如果开战是可以胜的，但却是慘胜。但底下的参谋和舰长除了东乡平八郎，都被一种狂热所取代，不断地请求他开战。
“司令官阁下，3000米的距离，北洋海军还没有防备，这是一个极为优越的时机！”
坪井航三深吸一口气，为了摆脱清国的控制，为了大陆计划，为了大日本帝国的利益，他要赌一次博了……
“命令各舰，目标，清国‘定远’开火！”
“全力で攻撃！”
7点45分，第一游击队旗舰“吉野”首先开炮，日本不宣而战。“轰！轰！轰！”“砰！砰！”日本三艘军舰所有口径火炮全力开火，在两舰队之间生成了一道烟幕带。
定远舰瞬间被大火笼罩。
在此说一下，日人炮弹里装的不是黑火药，也不是TNT炸药，而是1885年法国人发明的苦味酸炸药，化学名为三硝基苯酚，也就是人们常说的黄色火药。1891年日本工程师下濑雅允对其进行改良，在日本定名为“下濑火药”。1893年1月28日正式开始在日本海军中换装填充下濑火药的炮弹，这种炮弹的灵敏度极高，即使命中细小的绳索都能引发爆炸而且爆炸后不仅会形成普通黑火药炮弹爆炸时那样的冲击波和炮弹碎片，还会伴随有中心温度高达上千度的大火号称对钢铁都能点燃；这种火药爆炸形成的火焰会像汽油着火一般四散流动即使在水中都能持续燃烧一段时间；另外采用苦味酸为成分的下濑火药炮弹爆炸时还会出现有毒的黄色烟雾与黑火药炮弹爆炸时产生的白色烟雾完全不同。值得一提的是由于下濑火药可怕的破坏力使甲午战争中的北洋水师深受其害。
“轰！轰轰！”一发发炮弹砸到了定远舰上。
“命令，各舰所有火炮还击！宋方你负责损管救援！”
“右舷十五度，火炮瞄准！放！”
“砰！”随着定远舰第一发305mm主炮开火，‘来远’、‘济远’分别开始还击。丰岛海域硝烟弥漫。
应李经迈的要求此次德国进口的炮弹里填充的全部都是TNT炸药。所以北洋护航编队的火力并不若于日本。
“命令，先打吉野！”
8点20分，双方由于日舰的炮火密度很高，一发炮弹正中舰桥，宋文为保护刘步蟾，左臂被炸断昏迷不醒，定远甲板燃起大火。刘步蟾心中的怒火燃到了几点，命令全舰队靠上去展开近战，在提高各舰主炮命中率。但在2000米的距离上定远右侧的两门305主炮和济远舰主炮相继被摧毁，来远舰甲板亦燃起大火，刘步蟾的计划落空。
8点30分，双方开始在1500米的距离上展开对射。
正当刘步蟾要宣布决一死战的时候，济远舰管带沈寿昌忽然发现了舰上新装备的40mm小口径速射炮的优势，便建议刘步蟾再行靠近利用中小口径对日舰炮火进行压制。刘步蟾一听也发现了一个问题，便下令将左舷的所有炮弹集中在右舷。
“全力开火，不许后退！”济远舰上沈寿昌扒开一具已经被炸的血肉模糊的尸体，亲自操作起李经迈给每艘舰装备的40mm博福斯高炮。
“来人，装弹！”
一名士兵见管带亲自操炮，便立即提起地上的两个高炮弹夹向炮位走，当走到距离沈寿昌2米远的时候，一发哈其开斯47mm炮弹击中胸膛，上半身被打开一个大洞，鲜血溅了沈寿昌一身，见此沈寿昌不禁潸然泪下，“兄弟，是我沈寿昌对不住你！”
沈寿昌大喊一身，捡起两个弹夹装到博福斯高炮上，瞄准了对面的‘浪速’
“啊……咚咚咚咚咚”
由于中日双方在1500米距离上交战，李经迈给北洋每只舰装备的40mm博福斯高炮开始发挥威力。“定远”有8座共16管博福斯高炮，“来远”、“济远”各有6座共12管，由于海战中只有右舷火炮在开火，这样北洋护航编队依然有10座，共20管博福斯高炮在开火。由于打的全部是曳光弹，双联装博福斯高炮在空中打出了一道道流光溢彩的弹链。
以博福斯高炮每分钟330发的射速来计算，刨除换弹夹和更换炮管的时间，仅仅半个小时就至少打出了15万发40mm口径炮弹，如果加上其他副炮和主炮炮弹那真的可以用“弹雨”来形容了。刘步蟾几乎将储备的40mm炮弹打光。再加上博福斯高炮的初速是1012米/每秒，李经迈配备的弹药有曳光穿甲弹和曳光高爆弹都具有穿甲能力，虽然不至于将40mm炮弹穿到船舱里，但日舰副炮薄薄的挡板对于博福斯高炮来说不是问题。
日舰在刚开始的战斗中还是处于优势地位，但在进入2000米的距离后开始无法支撑，因为北洋护航舰队的火炮射速达到了令人发指的地步，40mm高炮穿甲弹穿不到舰体里面就在甲板上四处弹跳，如果有倒霉的水兵被碰到，打臂断臂，打腿断腿；如果被直接打中腰部，那这人就没救了，因为他已被，打成两节；如果是穿透了挡板装甲，炮弹在穿透装甲时所带出的装甲碎片成了日本士兵的噩梦……
到8点50分，只剩下北洋海军在开炮，日本联合舰队第一游击队“吉野”、“浪速”、“秋津洲”丝毫没有了还击的能力，开始败退。日舰甲板上到处都是残肢断臂，和鲜红的血。死伤近600人。但是由于“定远”、“济远”主炮被毁，“来远”正在灭火，北洋水师护航舰队也没有将任何一艘日舰击沉的能力。
9点，三艘日舰全速向南逃窜。刘步蟾下令不予追赶，即刻返航。历时一个多小时的丰岛海战结束。
10点，北洋护航的舰队遇到了赶往丰岛海域支援的“泰山”、“海疆”、“海风”三舰，一同返回刘公岛。
