与疾若奔马的第一游击队能够迅速脱离不同，航速只有10海里的联合舰队本队正当北洋海军横阵的锋锐，一时陷入了激战之中，战斗进入白热化状态，“彼我舰队炮击最盛”。虽然北洋海军炮位稀少、射速迟缓，炮弹威力低下，本队利用密集的舷侧火力在炮火对抗中居于上风；但同时单纵队也使得日舰的侧面完全暴露在北海军的炮火面前，因此下午13时左右，成了日本军舰中弹最为密集的一段时间。
松岛舰
12：55,一发150毫米开花弹命中本队一号舰“松岛”舰尾的320毫米主炮装甲炮台围壁后爆炸，弹片四射，后部探照灯被摧毁，主炮旋转机构的液压管被切断，造成主炮一时无法使用，只得紧急抢修；弹片还击伤了主炮炮手小川仙助和在后部舰桥上指挥的“松岛”副舰长向山慎吉少佐。
严岛舰密密麻麻的舷侧炮口
13:00，本队三号舰“严岛”前部右舷鱼雷防御 用的吊杆被一发210毫米开花弹命中爆炸，由于该舰没有舷侧装甲，结果船壳直接被炸开了一个1.2—1.3米的大洞。这个位置正好是前部鱼雷舱的位置，弹片飞入舱内，炸毁了鱼雷发射管的旋转轨道，还在左舷船壳上击穿了两个直径约30厘米的圆孔。因孔洞位置靠近水线，水兵只得紧急用自己睡觉用的吊床来堵塞防水。
横飞的弹片将狭小的鱼雷舱破坏得千疮百孔，鱼雷兵菊池八次郎、汤原藤次、山口新吉、山崎浅次郎和鱼雷仓管员楢原国松、火药库员松尾才藏、宫本政太郎、兵器工员柳原九十郎等8人被击毙，鱼雷兵楠濑直太郎、西谷卯吉和鱼雷仓管员佐藤长作等3人被击伤。遗憾的是，由于战斗开始前，日舰为了防止鱼雷殉爆，已经纷纷将鱼雷发射出去，所以“严岛”逃过一劫。
鱼雷舱
13:05，“严岛”右舷中部再次中弹，这次是一发150毫米开花弹，击中的部位为水线上方约0.6米处，钻出了一个直径约25厘米的圆孔后并没有引爆，而是穿过前轮机舱，在舱壁上再次钻出一个长约3.3米、宽约0.47米的大洞后进入后锅炉舱才突然爆炸，四处飞散的弹片破坏了前、后锅炉舱和前轮机舱的许多设备，还杀死了锅炉兵松本要松，少机关士（副轮机长）松泽敬让和锅炉兵清水万次郎、船越吉藏、柏尾辰三郎等4人被击伤。可惜的是黑火药炮弹终究威力有限，虽然进入了这样要害的部位，却未能破坏其动力系统，甚至没有对“严岛”的航速造成些微影响。
定远中弹起火
而日舰火炮数量更多、射速更快，命中的炮弹数量自然也更多。与此几乎同时，成为日舰集火主要目标的“定远”便接连中弹：前桅杆战斗桅盘被击中，负责为火炮测距的天津水师学堂毕业生史寿箴等7名官兵全部阵亡，用来挂信号旗的横桁被弹片打落，信号旗索被一扫而空；舵机室被击毁，两名舵手阵亡，在室内存放的信号旗箱也被烧毁，这意味着“定远”在开战不久即失去了用旗语信号指挥全军的能力。
丁汝昌
紧接着，“定远”舰桥又被炮弹击中，正在舰桥上督战的提督丁汝昌被爆炸产生的暴风震倒后，左脚又被毁坏的甲板夹住无法动弹，军服因此被火焰点着，虽然赶来救援的水兵将衣服撕破扔掉，但丁汝昌的右脸和脖颈已经被烧伤。与丁汝昌站在一起的德国籍总查汉纳根和英国籍洋员戴乐尓也被震倒，但两人幸运地只是受了轻伤，三人被送进舰艏的医疗所进行了紧急的治疗包扎。
汉纳根
因伤势较重无法走路、甚至无法站立的丁汝昌表现出了在这场战争中、中方主帅难得的责任感和英勇气概，他拒绝被抬下甲板休息，坚持坐在过道上，向来来往往的水兵们说着鼓励的话语。同样令人感动的是，作为“雇佣兵”的两位外籍军官也表现出了职业修养，大腿受伤的汉纳根来到主炮台督战，一只眼睛暂时失明的戴乐尓也在各个炮位之间来回巡视。
正是因为这些勇敢的军官们以身作则，即使后来到了最危险的时刻，“定远”也从未放弃过战斗。
与“定远”并肩作战的“镇远”号铁甲舰同样也是日本舰队攻击的焦点，无独有偶的是，前桅杆上部的战斗桅盘同样被炮弹击中，负责测距的枪械三副池兆瑸千总和5名机关炮手全部阵亡，几乎所有的信号索具都被打断或烧毁。更多的炮弹没有击中“镇远”，纷纷坠落在舰体附近的海面上，整个甲板都被近失弹激起的海水溅湿，就连距离水面大约9米高的舰桥都不例外。
马吉芬
“镇远”上同样不缺乏勇敢的军官，美国籍帮带（副舰长）马吉芬游击在战斗开始的时候，就把自己珍爱的柯达牌照相机（北洋海军仅此一台，在当时这是个奢侈昂贵的玩意儿）架在舰桥上，镇定自若地拍摄战斗场面。当他为第六张照片按下快门时，一发炮弹在他附近爆炸，气浪使得相机掉落在甲板上，但马吉芬把它捡起来继续自己的拍摄。
“济远”为了躲避战斗，一直躲在后方
但同样不缺乏的是胆小鬼。当一座主炮台的旋转装置出了故障后，马吉芬在试图进入甲板下方时，发现驾驶大副王珍和另外十多个人吓得蜷缩在那里，堵住了通道。马吉芬恼火地照着他的胸口踹了一脚，才吓得这些人让开通道，让马吉芬去修理旋转装置。而更为恶劣的是，处于横阵最左翼的“济远”、“广甲”二舰从开战伊始就缩在后方，迟迟未能到位，这使得本来就势单力薄的北洋海军，从一开始就失去了2艘军舰的力量。
13:10，本队四号舰“桥立”又被击中，一发150毫米穿甲弹命中舰艏320毫米主炮之龟甲形炮盾的斜面，弹飞至上方，击中瞄准室爆炸。这可是非常难得，因为引信不过关，克虏伯制造的穿甲弹爆炸几率很低，绝大部分时候只能当实心弹用。
320毫米炮结构示意图，可见其前部毫无防御
这种法国造主炮塔的结构非常奇葩，虽然装甲厚度高达305毫米，但却并非全封闭的，而是前部敞开的，因为天马行空的法国设计师认为全封闭炮塔不利于炮烟散发和瞄准，同时也太过沉重。这倒也是事实，但实战证明这样设计太不安全，一部分弹片从前部敞开处飞入炮塔，造成液压旋转装置和炮架受损，炮术长濑口觉四郎大尉、第一分队长高桥义笃大尉、炮手广重源槌等3人被击毙，炮手篠崎竹次郎、小林正藏、早川音吉、石井竹治等4人负伤。另外一部分没有进入炮塔的弹片则横扫了前甲板左舷侧，造成掌帆长山口喜之助、机关炮手大岛伊作、山本弥太郎、舰长厨师矶部荣太郎、看护手御子神浅治等5人负伤。
被击毙的濑口觉四郎大尉
被击毙的高桥义笃大尉
这时联合舰队本队与北洋海军横阵的距离已经缩短到2000米以内了，“定远”和其左边的“经远”猛然提速，试图撞击“桥立”舰尾。不过时机稍晚了点，“桥立”已经驶过，追之不及。
正所谓失之东隅，收之桑榆。两艘中国军舰很快发现，跟在“桥立”后方的五号舰“比叡”号，与“桥立”之间的距离已经扩大到了1300米（正常情况是400—500米），这意味着本队的单纵队从“比叡”开始分成了两截，如果北洋海军抓住这个战机，全军全速冲锋的话，就有机会将本队彻底切为两段！
本队后半段的“比叡”、“扶桑”、“赤城”三舰，恰好是参战日本军舰中最弱的3艘，而日本海军的精华，尽在第一游击队和本队前半段，但此时第一游击队距离尚远，本队前半段要转舵回救也需要时间。如果北洋海军能在伊东祐亨回救之前消灭这3艘日舰，将沉重打击日本海军的士气，此消彼长之下，势必有利于后续战局的发展。
时间，就是胜利！北洋海军能否扭转已趋被动的局面，在此一举！
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