1894年9月17日中午11時，黃海大東溝海面風平浪靜，死一般的沉寂令人毛骨悚然，惟有北洋艦隊軍艦煙囪里冒出的濃煙在向上升騰。11時30分，日本聯合艦隊被發現自西南方向緩緩駛來。在雙方艦隊相距12公里時，日本聯合艦隊第一游擊分隊卻向左變換航向，突然向北洋艦隊的右翼撲去。12時50分，雙方相距5330米，北洋艦隊旗艦定遠號上305厘米口徑的前主炮一聲怒吼，其余各艦也相繼開炮射擊，世界近代史上規模罕見的中日黃海大海戰就此打響了。北洋水師的災難始于定遠艦先發制人的第一炮。意想不到的事情發生了。缺乏現代軍事素質的官兵在有效射距外慌張地開炮，震塌了定遠艦橋，導致當時正在艦橋上觀察的丁汝昌嚴重受傷，北洋艦隊右翼總兵兼定遠號管帶(艦長)劉步蟾代替指揮。不久，日艦炮火擊毀了定遠號上的信旗裝置，北洋艦隊遂失去了統一的戰場指揮，陷入各自為戰的境地。北洋水師失去指揮為甲午海戰的失利埋下了伏筆。

劉步蟾代行艦隊指揮之職后，指揮定遠艦沖在北洋艦隊橫隊的最前面，將日軍由6艘軍艦組成的本隊攔腰截斷，予以猛烈炮擊。日艦比睿號企圖從定遠號和靖遠號之間穿過， 定遠艦主炮擊中其右舷，在后墻造成爆炸。不久， 定遠艦后主炮又擊中日艦赤城號。約15時30分許，定遠艦前主炮一發命中日旗艦松島號右舷下甲板，引起彈藥爆炸。然而，定遠號的小小勝利并不能拯救北洋水師戰敗的命運。由于事先沒有指定副指揮，北洋水師從開始到最后一直處在無指揮的狀況中，隨著致遠號的沉沒，黃海海戰也到了尾聲。