距離漸漸拉近到4000米，這個距離是定遠艦和鎮遠艦的有效射程，兩艦的火炮同時瞄準對方旗艦——大選帝侯号，兩艦的炮彈采用黑火藥，這種火藥在當時世界範圍内已經比較落後，相同質量的火藥，黑火藥的威力較小，而且黑火藥會産生很濃烈的煙，這些煙對炮手的後續操作将會産生很大影響。
兩艦的主炮炮罩已經拆除，不僅僅是爲了讓這些濃煙盡快散去，這裏面有鮮血的教訓，在豐島海戰中，日軍炮彈的碎片鑽進炮罩，高速飛動的碎片在炮罩壁上彈來彈去，大量殺傷了炮位上的人員。
盡管炮罩已經拆除，濃煙還是沒有散盡，炮手忍着刺鼻的煙，把爲數不多的高爆榴彈裝入炮膛，填裝發射藥，準備完畢之後，火炮齊射。
德**艦在設計防護時的思想是：隻要戰艦不沉，就可以拖回港口進行整修，所以在勃蘭登堡級戰列艦上，主裝甲的厚度高達400毫米，這個數字，遠遠超過了定遠和鎮遠的355毫米裝甲。
幾枚炮彈擊中水線附近的船舷，上面鋪設的鋼面複合鐵甲發揮了作用，這種裝甲外面是硬度較大的鋼，内面是比較柔軟的鐵，由于兩層材料的物理性能不同，來襲炮彈會在交界面面上改變方向，所以這種複合裝甲的防護性能要優于隻使用一種材料的均質裝甲。
炮彈的撞擊搖晃着艦身，可是并沒有對艦身造成緻命威脅，可是德**艦甲闆上層的建築并沒有防護，一枚炮彈穿過甲闆，命中了水兵艙室，劇烈的爆炸旋即引發了大火，德艦不得不抽調一部分人員前去滅火；除此之外，位于艦首的主炮遭到毀滅性打擊，強大的爆炸沖擊波和飛散的彈片使艦首雙聯裝260毫米主炮的炮管折斷，炮位上的人員損失慘重。
這個時代的海戰，誰都不可能在發射第一發炮彈的時候就擊沉對方，所以，決定勝負的關鍵除了誰打人更狠，還有誰更能挨打。德艦憑借着高航速，很快把定遠艦和鎮遠艦拉進了自己的射程，盡管勃蘭登堡級上35倍口徑火炮和40倍口徑火炮需要計算不同的彈道諸元，但是德國水兵還是展現出了高超的軍事素質，他們很快完成了計算，随即，三艘勃蘭登堡級戰列艦向北洋艦隊的旗艦定遠艦發射了炮彈。
定遠艦和勃蘭登堡級戰列艦系出同門，都是德國伏爾铿工廠制造的，上面的複合裝甲都是相同的，所以勃蘭登堡級的炮彈并沒有能夠擊穿定遠艦的裝甲，不過甲闆上面的建築卻遭到了打擊，勃蘭登堡級炮彈中采用的火藥并非黑火藥，而是威力遠遠強于黑火藥的苦味酸火藥。
苦味酸的化學名爲“2-4-6三硝基苯酚”，其中的2,4,6表示苯環上面硝基的位置，這種物質經過化學處理可以做成威力強大的炸藥，通常稱爲黃色炸藥，而勃蘭登堡級上使用的這種炸藥經過了特殊改進，在爆炸中心可以形成極高的溫度，号稱連鋼鐵都能熔化。
在炮彈擊中定遠艦的甲闆之後，随即燃起了大火，木制甲闆劇烈地燃燒起來，冒起的濃煙把瞭望樓圍了個嚴嚴實實，觀察員已經無法觀察目标，求解彈道數據，定遠艦的主炮已經相當于無法使用。
就在定遠艦和大選帝侯号互相炮擊的時候，位于定遠艦右翼的緻遠，靖遠等四艘軍艦，已經駛入了對方的射程，插入了對方的縱隊隊形，雙方已經形成了亂戰的局面。
這種亂戰的局面在蒸汽動力時代的海戰中屢見不鮮，雙方沒有了固定的隊形，各自爲戰，海面上濃煙滾滾，這種情況下，旗艦很難對全局進行指揮和掌控，于是雙方艦隊的司令——丁汝昌和迪特裏希不約而同下令，各自爲戰。
在這種狀況下，德艦的高航速和高射速發揮了很大的優勢，北洋艦隊的艦船上，一時間彈如雨下，德國艦隊的四艘巡洋艦像四條兇狠的惡狼一般，把平甲巡洋艦經遠艦困在核心。
所謂的平甲巡洋艦，是與穹甲巡洋艦相區别的地方是：平甲沒有穹甲那樣中間平，兩邊坡的結構，隻有一層平的鋼裝甲，來保護彈藥庫和輪機艙。這種裝甲有一個緻命的缺陷，這層裝甲位于水線之下，一但外層艦身被擊破，海水就會湧入艦身，這樣一來，水會囤積在裝甲之上的艦身裏，軍艦将會沉沒。
這個緻命的缺陷很快在戰鬥中體現出來，經遠艦在德艦的圍攻下，身中數十炮，艦身開始進水傾斜，輪機艙開始進水，經遠艦管帶爲了防止鍋爐爆炸，不得已下令熄滅進水的艙室中的鍋爐，随着進水量的增加，經遠艦鍋爐全部熄滅，經遠艦最終喪失了全部動力。
艦體的傾斜加速了艦身的沉沒，最終，經遠艦管帶不得不下令棄艦。
在這個過程中，北洋艦隊也對德國艦隊進行持續不斷地打擊，由于北洋艦隊火炮的射速普遍較慢，所以在整個交戰過程中始終落于下風。
海戰進行了四個小時，伴随着經遠艦的沉沒，德國艦隊首先撤出了戰場，北洋艦隊也随後撤離。
這場被稱爲“黃海海戰”的人類曆史上第一次鐵甲艦隊交鋒就這樣落下了帷幕，德國艦隊方面，一艘巡洋艦喪失了戰鬥力，其餘軍艦均有不同程度的受損；北洋艦隊方面，經遠艦沉沒，在膠州灣海戰中受損的緻遠艦失去戰鬥力，值得一提的是：據戰後統計，定遠艦艦身中彈多達187處，卻無一處炮彈擊穿裝甲。
德國艦隊一路向南，進入了英國的殖民地香港，英國随即做出一副外交斡旋的姿态，積極調停，想要息事甯人的清廷最終同意賠償軍費白銀五百萬兩，将沖突的“始作俑者”，緻遠艦管帶鄧世昌革職，褫奪其“葛爾薩巴圖魯”勇名，流放台灣島。
11月25日，鄧世昌站在那艘前往台灣的船上，透過舷窗他眺望着那茫茫雲霧中籠罩的台灣島，正如他三十八歲那年，接收緻遠艦回國的時候，在茫茫渤海上眺望那片他深愛的土地。
捐軀赴國難，視死忽如歸，從他加入海軍的那一刻起，他就想好了大将難免陣前亡的宿命，可是無法想到自己作爲一名囚犯，被流放到台灣，他低下頭，手中的蘸滿了墨的筆，揮灑在雪白的宣紙上，似乎要寫盡那未酬的壯志！
欲将心事付瑤琴，知音少，弦斷有誰聽！
他還不知道，很快他就将遇到一位和他一樣，有着同樣的愛國情懷的艦長，他将在另一個陌生的地方，施展他的抱負。