提要：在北洋海军的横队与联合舰队的纵队首轮交锋后，北洋海军切断了本队尾队数舰的航路，并且对“比睿”、“赤城”二舰发起围攻，将二舰重创。日军方面，在击毁了北洋右翼的“超勇”、“扬威”后，本队与第一游击队绕击北洋舰队后方，但由于信号联系失误而造成了阵型的混乱，迟迟未能占据有利的攻击阵位，直到这一阶段的末尾才成功地化开阵型，向北洋海军的前后两侧包抄夹攻。
大田喜二郎油画《黄海海战》，表现的是海战初期“比叡”舰穿越北洋海军阵列的情景
前桅折断的“定远”舰，北洋海军在海战初期便失去了统一指挥，也就丧失了在第一波冲锋后重组阵型的可能
13:12 “松岛”舰发现“平远”、“广丙”及鱼雷艇。
13:14 “定远”、“经远”突然右转舵，向“比睿”舰右舷冲来，欲进行冲撞。
“比睿”舰已落后前续舰“桥立”号米，见“定远”、“经远”突然猛冲而来，舰长樱井规矩之左右下令右满舵，驶向“定远”、“经远”之间。
“吉野”舰火灾熄灭，但距离敌军已远，遂减速为12海里，并中止第一轮射击。
“西京丸”舰被2发毫米穿甲弹击中最上层甲板士官室，穿过舰体后在左舷外20米处落入海中，造成士官室附近舱室及上甲板大破损。
13:15 “定远”、“经远”二舰围攻“比睿”，“定远”舰在“比睿”左舷约米处通过，“经远”在“比睿”右舷正横方向近距离驶来，最近时逼近至米，登船队在其前甲板上聚集，欲在撞上“比睿”号后随即进行跳帮夺船，“比睿”以机关炮进行急速射击，使暴露的登船队伤亡惨重。炮战中，“经远”舰向“比睿”舰发射了一枚鱼雷，“比睿”紧急转舵规避，鱼雷在其舰尾后方约7米处通过。
“比睿”舰右舷中部舷门位置水线上方4米处被一发毫米炮弹击中，造成4号炮后部甲板破裂。
“扶桑”距离“定远”仅米，见“定远”向其猛冲，断然以最大航速左转舵规避，并以机关炮进行压制射击，但此时毫米主炮正在装填，因此错过了发射良机。
“秋津洲”舰在米距离上射击“超勇”、“扬威”，该舰此时发现敌舰队后方尾随有一艘鱼雷艇。
13:17 “比睿”舰右舷后部被一发毫米炮弹击中。大约在此时，该舰遭到北洋海军各舰合围，“扬威”型舰在其右舷米处，“广甲”型舰在其左舷米处，另一艘“超勇”型舰在其左舷米处通过，“比睿”受到来自四面八方的猛烈射击。
13:18 “比睿”舰右舷后部被一发毫米炮弹击中。
“千代田”舰与北洋军舰距离拉大到米。
13:20 “来远”及北洋海军左翼诸舰向逐渐落后的“赤城”舰突进，距离接近至仅米。
“镇远”舰全速航行，逼近至距离“扶桑”右舷仅米处，“扶桑”左转避开，并拼命射击，但此时毫米主炮正在装填，因此错过了发射良机。随后“经远”舰又向“扶桑”突进，此时“扶桑”毫米炮刚好装填完毕，近距离发射确认命中“经远”舰右舷前部。
“赤城”舰以右舷炮向北洋海军逼近的舰艇猛烈射击，压制“来远”舰桥；同时该舰舰桥、右舷中部等处被破片击中，3号炮炮盾被57毫米炮弹击中。在战斗中，该舰分队长海军大尉佐佐木广胜负伤，少尉候补生桥口户次战死。
“比睿”舰右舷中部被一发毫米炮弹击中。
“松岛”舰第7号哈乞开斯炮被炮弹击中损坏，炮手及附近信号兵2人死伤。
“严岛”舰主桅被一发毫米炮弹击中，打坏桅杆中的传音管、距离通报电线及扬弹器铁索等，落于左舷海中。
“吉野”舰带领第一游击队左转16个方向点（度），坪井航三事后在报告中说，这是为了“暂时等待和本队形成一条直线，等待殿后舰的到来，不得不和敌舰拉开距离。”
13:21 “千代田”舰第一轮射击中止。
13:22 “赤城”舰前桅被47毫米炮弹击中。
13:24 “扶桑”舰右舷后部被75毫米炮弹击中，造成5人受伤，并造成火灾，不久被扑灭。
“千代田”于左舷舰首发现一艘敌舰（“广丙”或“平远”）。
13:25 北洋海军诸舰从“赤城”舰尾通过。
“赤城”舰桥被一发毫米炮弹击中，舰长海军少佐坂元八郎太及1号速射炮炮手2人阵亡，2人负伤。航海长佐藤铁太郎代理舰长一职督战。继而，该舰右舷前部又被毫米炮弹击中，造成四名消防员阵亡，一人负伤，蒸汽管破裂。
“松岛”舰右舷后部被一发47毫米炮弹击中。
“比睿”舰右舷被毫米（估计为毫米之误）炮弹破片击中。同时，该舰右舷中部被一发47毫米炮弹击中。
“高千穗”舰第一轮射击中止。
13:27 “秋津洲”舰随先导舰左转16个罗经点。
“比睿”舰右舷被一发毫米炮弹击中。
13:30 “定远”、“镇远”、“经远”（或“来远”）向“比睿”舰追击。
“松岛”舰向第一游击队发出“回来”信号。伊东祐亨战后解释说，此信号的原意是想让第一游击队跟随本队前进，而坪井航三却命令第一游击队左转16个罗经点后加速至15.5节，意图驶到本队的前头去。造成了与本队阵位的重叠。
“比睿”舰逐渐接近本队殿后舰“扶桑”，此时右舷后部被一发毫米炮弹击中，炮弹从舰长室穿入，穿过士官室，打在后桅上爆炸，下甲板后部完全破坏，燃起大火灾。
北洋海军“来远”（或“经远”）、“致远”、“广甲”等舰尾追“赤城”而来。
“赤城”舰右舷后部被一发毫米炮弹击中，同时3号炮被破片击中。该舰蒸汽泵故障，送风器故障，航速降低，陷入进退维谷的境地，不得不向右舷转向，稍微拉开与敌舰之间的距离。
“经远”（或“来远”）燃起火灾。
“超勇”舰右倾，前部火炮停止发射，火势更大，轮机运转停止，进退不自由，随后沉没。沉没位置在东经度32分1秒，北纬39度35分，管带黄建勋以下人战死，仅十余人获救。
“西京丸”号拍摄的“超勇”沉没场面
13:32 第一游击队左转后，各舰驶向“西京丸”舰左舷。“西京丸”为防止与其后续舰冲撞，不得不全速倒车，让第一游击队先行通过，随后在第一游击队左侧位置继续前进。
13:33 “秋津洲”第一轮射击中止，命令进行休息。
13:35 “浪速”舰跟随先导舰左转16个罗经点。
13:40 “赤城”舰右舷后部被57毫米炮弹击中，4号炮被破片击中。
“扶桑”距离北洋海军军舰已拉大到米，逐渐接近前续舰“桥立”。
13:42 “秋津洲”右舷1号炮发射一发。
13:44 “吉野”舰向第一游击队发出“恢复原速力十四海里”信号。
13:45 “秋津洲”舰左转。
13:47 “千代田”舰在3米距离上开始第二轮射击，距离逐渐拉大到米，又逐渐缩短3米，于是继续射击。
13:50 “比睿”舰右舷后部被47毫米炮弹击中。
“秋津洲”舰被毫米炮弹破片击中。
13:52 “吉野”舰接近本队后方。
13:55 “比睿”舰穿过北洋海军阵列后，渐渐接近本队殿后舰“扶桑”，但余烬未灭，火灾又起，火势逼近机关炮和步枪弹药库，不得已向弹药库中注水，半数的舰员投入到灭火战斗中，且弹药供给断绝，战斗力丧失，不得已发出“我舰火灾出列”信号，航向西南方，之后转向东方。
此时“赤城”位于“比睿”舰右侧，追击“比睿”的北洋军舰遂改变方向，追击“赤城”而来。
14:00 “秋津洲”在0米距离上发射2发，随后距离逐渐接近至2米，遂开始第二轮射击。
“桥立”舰右舷中部被一发毫米炮弹击中。
“赤城”4号炮被57毫米炮弹击中。
14:09 因本队在持续右转，第一游击队处在本队外侧，坪井航三发现无论以何速力第一游击队均无法超过本队，因此采用10节的低航速。同时“吉野”舰在米距离上以右舷炮开始第二轮射击。
14:10 “秋津洲”舰右舷中部被毫米炮弹破片击中。
此时北洋海军分作两队，以“定远”为首的主队继续与日军本队、第一游击队周旋，以“来远”（或“经远”）、“致远”、“广甲”组成的分队紧追“赤城”。
“扶桑”观察到“平远”、“扬威”二舰亦燃起火灾，向陆地方向逃去。
14:15 “来远”（或“经远”）舰在米距离上射击“赤城”。
“赤城”舰桥再次被毫米炮弹击中，代理舰长佐藤铁太郎负伤，由海军大尉松冈修藏代理指挥。
“吉野”舰渐渐到达本队后方与“扶桑”舰平行的位置。
“西京丸”发出“比睿、赤城二舰危险”信号。
“桥立”舰在左舷正横方向发现北洋海军“平远”舰逼近，开始向其射击。
“千代田”舰停止第二轮射击。
14:18 “定远”舰前部发生火灾，前桅折断（中方的记录是上桅盘中的7名官兵随桅同坠海中）。
14:20 “来远”（或“经远”）舰后甲板被“赤城”尾炮发射的毫米炮弹击中，造成弹药殉爆，引发猛烈火灾，北洋追击舰艇纷纷减速援救“经远”，“赤城”得以将与敌舰的距离拉远到7、米。
“扬威”舰发生火灾，横过本队前方，全速向大鹿岛方向航行，最终该舰在东经度40分9秒，北纬39度39分3秒的大鹿岛西南海域搁浅，舰上共57人阵亡。
沉没的“超勇”舰过半数的舰员都跳进海中，向海岸方向游去，此时本队恰好经过此地，距离“超勇”沉没的位置仅有到米，有的中国水兵向日舰呼救，还有残留在舰上的水兵以步枪向日舰射击。
“吉野”舰中止第二轮射击，第一游击队再次左转16个罗经点，向西南方向加速援救“比睿”、“赤城”，航向“赤城”与敌舰队之间。
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