12时50分，双方舰队相距5300米，北洋水师旗舰定远舰首先开炮。日本第一游击队在距北洋水师5000米处即向左转弯，航向北洋水师右翼。其联合舰队航向北洋水师右翼，冒险将舰队暴露于北洋水师阵前。十秒钟后，镇远舰也发出炮弹，紧接着，北洋舰队各舰一齐发炮轰击。三分钟后，日本旗舰松岛舰也开始发炮还击。

12时53分，联合舰队旗舰松岛开始发炮还击。定远主桅中弹，信号索具被炮火所毁（一说因战船老朽发炮时震塌飞桥），在飞桥上督战的丁汝昌身负重伤。丁汝昌拒绝随从把自己抬入内舱，坚持坐在甲板上督战。

刹时间，双方各舰百炮一齐怒放，硝烟弥漫，海水沸腾。