第三回合

16:00松岛舰火灾终于被扑灭。

16:07在“松岛”舰桅杆上升起了一面特殊的旗帜，“不管”，意思即各舰自由运动。随即竭力摆脱定远，镇远二舰，与其他四艘本队日舰向东南逃逸。定远、镇远尾追不舍。

16:10日舰本队回战定远镇远。

16：16 来远中弹，引起猛烈火灾。 靖远舰水线中弹而进水。靖远、来远二舰驶往大鹿岛附近，进行修补灭火。日舰第一游击队遂折回集中火力围攻位于北洋舰队右翼阵脚之经远。“先以鱼雷，继以丛弹”。经远中弹起火。管带林永升临危不俱，指挥全舰，奋勇抗御，“发炮以攻敌，激水以救火，依然井井有条”，以一抵四，边退边打。

定远、镇远二舰则奋战“松岛”、“千代田”、“严岛”、“桥立”、“扶桑” 5艘日本本队军舰。构成了一幅极不对称的画面。白色的日本军舰在不断地开火，唯恐射速还不够高，显得杀气腾腾；2艘龙旗铁甲舰则不断被击中起火，“药弹狂飞，不离左右”，却仍然势如泰山，岿然屹立，缓慢但有节奏地发炮进行还击，显得异常的坚强、执着。“我本队舍其他各舰不顾，举全部五舰之力量合围两舰，在榴霰弹的倾注下，再三引起火灾。”“‘定远’甲板部位起火，烈焰汹腾，几乎延烧全舰。‘镇远’前甲板殆乎形成绝命大火，将领集合士兵救火，虽弹丸如雨，仍欣然从事，在九死一生中毅然将火扑灭……”2艘中国铁甲舰几乎都已遍体鳞伤，但没有一处弹痕的深度能够超过4英寸，除了不断使两艘中国军舰燃起大火外，对“定远”、“镇远”厚厚的装甲，日本本队5舰均束手无策，这毕竟是两艘一等铁甲舰，虽然她的炮火配置已显得落伍，但是防护力却是在场的中日军舰中最为强大的。

16:40受重创而退出战场的西京丸和比睿相遇。

17：00 靖远、来远二舰修竣归队。靖远代旗舰挂出收队旗，收拢各舰。平远、广丙、福龙、左一随后驶至。港内镇南、镇中二炮舰和左二、左三两鱼雷艇也出港会合。

16：48——17：03旗舰“吉野”已经从“经远”的左后方逼近，在3300至2500米的距离上连续射击，并不断修正诸元，装备有武式测距仪的“吉野”，在火炮测距上显然占有极大的优势。逼近到距离“经远”1800米时，“吉野”开始近距离猛烈射击。，“经远”左舷的水线带装甲被击中，中弹部位刚好在装甲带的拼合处，装甲带立刻发生破裂及至部分脱落，“吉野”舰上甚至可以看到了“经远”舰裸露出来的钢梁肋骨！很快炮弹又在“经远”的主甲板上造成了2、3处火灾，全舰被大火围困，浓烟滚滚，海水从水线带装甲的裂口大量涌入“经远”舰内，舰体无可挽回地向左发生着倾斜。

17：05起，气喘吁吁的“高千穗”、“秋津洲”、“浪速”等军舰追赶了上来，立刻会同“吉野”对“经远”发炮开火。林永升中炮，头裂牺牲。

17：25连续遭受了半个多小时饱和炮击的“经远”再也无法支撑，舰体向左侧不断倾斜，右侧舰底的螺旋桨渐渐露出了水面，军舰的侧倾逐渐到达可怕的90度，而日本军舰的炮火还在不断地倾注到“经远”上，舰首部位燃起了更大的火灾。

17:29，“经远”向左侧翻转，倾覆到了海中。全舰官兵二百余人，除十六人遇救外，全部壮烈殉国。

17:30在经历了1个多小时的反复炮击后，日舰本队：“‘定远’舰怎么还打不沉啊！”“永不沉没的‘定远’！”那我们还打什么劲啊？！松岛舰首先挂出“停止战斗”信号，随即伊东佑亨即率领本队向东南方向返航，之后又匆匆在桅杆上挂出远距离旗语信号：“返回本队”。 击沉“经远”后，意犹未尽的日本第一游击队又开始转向东北，直指在大洋河口附近灭火修理的“靖远”、“来远”。当得到停止战斗的指令后，主动返航。