“经远”继续迎战“吉野”，遭吉野、浪速、秋津洲、高千秋四舰围攻，中丛弹起火，全舰奋勇抗御，经远全舰将士“发炮以攻敌，激水以救火，依然井井有条”。经远舰以一敌四，拒战良久。激战中，管带林永升不幸“突中炮弹，脑裂阵亡”，帮带大副陈荣和二副陈京莹也先后中炮牺牲。最后在浪速、吉野、秋津洲、高千秋的围攻下经远舰中弹累累，不久，“左舷舰首向水中沉下”，在东经123度40分7秒，北纬39度51分海面上，舰首向东，左舷倾覆而沉没。全舰官兵二百余人，除十六人遇救外，其余全部阵亡。
“致远”沉没后，“济远”管带方伯谦、“广甲”管带吴敬荣，临阵脱逃(方伯谦等是否临阵脱逃，近年有不同看法)。“靖远”、“来远”因中弹过多，退出战斗，避至大鹿岛附近紧急修补损坏的机器。
定远、镇远两舰浴血奋战，中弹甚多，几次起火。
日本军舰赤城、比睿、西京丸，吉野”、“扶桑”严重受损，期间旗舰“松岛”也有损伤。
清国北洋海军损失更重，邓世昌还是死了，战斗时勇往直前，战斗中舍生忘死的精神，甚是感人。
定远号，镇远舰此时集中炮击日军旗舰，双方都志在气势，以击沉旗舰为目标。北洋海军将领作战意识是好的，战况空前惨烈。
“轰隆隆。。。。。。”镇远舰弹药舱发生剧烈爆炸，本来就受损，损管不利，四分五裂顷刻间沉入了渤海之中，舰上官兵无一幸免。定远号此时也杀红了眼睛，悍不畏死的炮击松岛舰，这时也是幸运，一发开花弹击中锅炉，爆炸开来，滚烫的热水当场烫死了锅炉兵，动力的损坏，让松岛舰静止下来，接连被炮弹击中。
“轰隆隆。。。。。。”松岛舰也步了后尘，日本联合舰队司令伊东佑亨被拼死护持着转移走了。
30分钟后北洋海军，损失加重，无力再战，撤出战场。
日军同样无力再战。海战结束。
此役北洋水师虽损失较大，但并未完全战败。然而李鸿章为了保存实力，命令北洋舰队躲入威海港内，不准巡海迎敌。日本夺取了黄海的制海权。