此时，由于日舰本队不断左转企图接近清军本队，清军本队也不断左转保持距离，双方的航向由正东变成了东北，向大东沟内驶去，这正是刘步蟾希望看到的局面。
大东沟内正集结着清军第一、二、三护航队，有四艘巡洋舰和两艘炮舰，虽然因为航速和火力不足的关系，没有加入本队阵列，但是只要日军本队剩下的10艘军舰深入海湾，就不得不面临遭到夹击的困境。
“千代田”号舰长内田正敏大佐正在犹豫不决。向前是海湾，海湾之后就是海岸，他不能带领舰队去撞击陆地；向后或许有生路，但是他本人将背负一生的耻辱。
“与耻辱相比，士兵的生命更重要吧。”
内田正敏大佐看到了海湾内整队备战的清军护航队，终于下了决心。
“传令！各舰左满舵！转向正南，整队退出战斗！”
“千代田”舰在海面上划过一道短促的弧线，其后的各舰跟着转向，刘步蟾当然不肯放过即将到手的肥肉，急命舰队转向南，保持在日舰的舷侧5000码位置，以发挥战列舰主炮火力，同时限制对方的反击。
两道长而弯曲的航迹在海面铺开。
“司令，敌舰千代田航速高于我舰队整体航速，快要驶出我主炮火力射限了。”
萨镇冰看得仔细，急忙禀报刘步蟾。
刘步蟾面无表情，挥手下令：“传令，目标敌领头舰，战列舰主炮齐射，全部穿甲弹。”
因为“千代田”此时的位置已在清军本队右前方，超出了清军“龙威”、“凤翔”两舰后主炮的射限，这次齐射只能由8门305毫米主炮实行。
然而这并没有给“千代田”舰带来任何好处，一发九三式穿甲弹从其舰首上甲板直钻到最底舱爆炸，几分钟后，“千代田”高高翘起屁股，露出尾舵和尚在旋转的螺旋桨，近乎垂直地插入了海中。内田正敏大佐虽然意识到了士兵生命的重要，但是，如果连自己都拯救不了，又如何去拯救别人呢？有时候，人的意志在实力面前往往不值一提。
“千代田”沉没的时间大约在十三时三十分，几分钟后，巡洋舰“比睿”升起司令旗，带领残存的九艘战舰全速向南逃去，却因为“比睿”航速仅13节，在其带领下整个舰队根本无法逃过清军的追杀。
刘步蟾驱赶着他毫发无损的舰队猛追过去，渐渐缩小了敌我距离，同时下令升起信号旗询问突击队情况。
“发现我突击队，西南九点钟方向，距离 0码，正从日舰队前方通过！”
萨镇冰报告道。
“突击队旗舰回信号！第一作战任务已完成，现返回中。”
传令兵报告道。
刘步蟾轻轻点一下头，没有废话，直接下令：“给突击队发旗令：拦截并消灭敌舰队！”
“是，旗令！拦截并消灭敌舰队！”
传令兵向信号兵用尽底气地喊道。
“疾风”号奇迹般地出现在突击队旗舰的位置上。
虽然舰身还不时喷出火星和青烟，虽然前后两门210毫米主炮均已损毁，虽然全舰官兵伤亡过半，但是在突击队司令蒋超英中校看来，只要还能高速航行，只要还剩下几门副炮，只要还有人可以操舵和开炮，一艘巡洋舰就远远没有失去战斗力。
在击沉日舰第一游击队“高千穗”和“秋津洲”两舰，并迫使“吉野”、“浪速”退出战场后，突击队由刚刚扑灭大火的旗舰“疾风”号带领向己方本队靠拢。
蒋超英中校发现了正向南败逃中的日军本队残余诸舰，在测算过敌我航速差后，调整了突击队航向，由向东北改为正东，并下令舰队加速到20节。这样，突击队7艘巡洋舰就可以从日舰本队前2000码左右横向通过，舷侧火力可以发挥到最大，而日舰则只能动用少数火力还击，这便是所谓“抢占t字横头阵位”。
日军打头的“比睿”、“金刚”先遭厄运，清军突击队转向右舷的总共12门210毫米主炮和21门150毫米速射炮的强大火力全部集中在这两舰身上，轰击持续了25分钟，直到清军突击队远离了日舰，超出火炮射限才暂时罢手。
就在这25分钟里，“比睿”舰的上层建筑被打得稀烂，舰首断开，滑入海中，舰身裹，直至全舰烧毁，才于十四时十六分沉没，舰长樱井规矩之左右少佐以下二百八十六人无一生还。“金刚”则在弹药库爆炸后向右舷倾覆，即使如此，清军炮弹仍不断落在其翻过来的底壳上，直到沉没为止。
与此同时，清军本队的战列舰和装甲巡洋舰也没有闲着，305毫米和210毫米主炮相继轰响。“巨弹所中，樯倾楼倒，铁碎钢裂，骨肉飞溅，以至舰体断折，水兵欲弃舰逃生而不可得，随船沉之旋涡没入海底。”
标准排水量水吨，速度仅12节的三艘小炮舰摩耶、鸟海、爱宕很快成为清军舰队正餐后的小甜点，连同总共三百零三名舰员一起被炮弹炸碎。
日军本队残剩四舰由标准排水量1502吨的“大和”舰率领，拼了命向南逃去，然而，无论是巡洋舰大和、武藏、海门还是大型炮舰“扶桑”，没有一舰速度超过13节，而清军本队中速度最慢的战列舰“定远”、“镇远”也能开到14点5节，突击队的“风”
级巡洋舰最大航速更可达到21节，日军根本没有成