儘管此時戰場上硝煙瀰漫，但伊東兄弟還是注意到了新出現的四艘軍艦，一開始他們還以為是國內派來的以「龍驤」號鐵甲艦為首的援兵到了，心中無不驚喜萬分。但很快他們便沮喪地發現，對方是前來觀戰的外艦。
中國艦隊絲毫沒有理會外艦的出現，而是繼續進攻著日艦隊，在5艘中國巡洋艦圍攻「東」號和「日進」號的同時，四艘中國炮艦「福勝」、「建勝」、「福星」、「建星」也在圍攻日炮艦「鳳翔」號和「孟春」號，事實上形成了兩個戰場。
站在煙囪之前飛橋上的「鳳翔」號炮艦艦長山崎景則海軍少佐滿臉通紅，他在心裡咒罵自己的艦隊司令是個笨蛋，采以這樣的亂戰戰術，他一開始曾下令輪機艙部門盡量提高航速，以求衝亂敵陣，但隨著時間推移，「東」號和「日進」號已然陷入到了中國艦隊的圍攻中自顧不暇，他的戰艦與兩艘主力艦之間的距離已經無可挽回地拉開到了1000米以上，徹底脫離了隊列。
「鳳翔」號炮艦由日山口藩在英國訂造，英國阿伯丁船廠建造，1868年下水，1869年建成，明治4年6月被山口藩獻納給了日明治政府。「鳳翔」號的艦身為全木質結構，排水量僅有316噸，艦長439米，寬67米，吃水205米，輪機功率240匹馬力，採用機帆混合動力，航速11節，裝備有1門178毫米阿姆斯特朗前膛炮和1門140毫米克虜伯前膛炮。
跟隨在「鳳翔」身後的「孟春」號，排水量357噸，裝備有1門140毫米前膛炮和1門70磅炮。「孟春」的蒸汽動力為2台蒸汽機，雙軸推進，新造時的航速為10節，現在最快也只能到達7節。
隨著2艘主力艦的被圍，這兩艘不大的炮艦開始暴露在中國艦隊陣前，於11時9分與中艦交火。
在接到旗艦發出的信號之後，四艘中國炮艦立刻脫離隊列，高速直向「鳳翔」和「孟春」兩艦撲來。從海戰場上瀰漫的硝煙中，「鳳翔」艦上的日海軍官兵突然發現。四艘中國炮艦出現在自己的右舷，一個個殺氣騰騰，都正在高速駛來。
面對四艘火力和航速完全佔優的中國炮艦（四艘中國炮艦都屬「湄雲」級改型，裝備有一門140毫米後膛炮和4門75毫米克虜伯後膛炮，最高航速13節）。兩艘日炮艦雖然竭力迎戰，但很快便抵擋不住，大大小小的炮彈不斷落在「鳳翔」、「孟春」號的甲板上和附近海面。
「在『孟春』艦與前面的我艦相距約1000米時，敵艦『福勝』、『建勝』『福星』、『建星』四艦一起向『鳳翔』艦駛來，進逼至相距700米的地方。這時處於險境的『孟春』艦距敵艦近，距我艦遠，敵四艦射出的炮彈密如雨點。我『鳳翔』艦幾乎陷於死地……」（「『鳳翔』艦之勇戰」，《台灣征番實記》）
跟隨在「鳳翔」之後的「孟春」開始向左側轉向駛避，「鳳翔」也在拚命轉向左側，沒有僚艦支援的「鳳翔」為了避免側面遭到中艦衝撞。竟然開始調轉艦首，直衝向「福勝」與「建勝」2艦，像是要發動衝撞攻擊。
此時的山崎景則如同一個輸紅眼的賭徒，想要做最後的一博。
「我『孟春』、『鳳翔』二艦結伴迎敵。敵艦在激烈的交戰中駛近我軍艦隊。『孟春』、『鳳翔』二艦因航速較慢。敵艦阻止我二艦與友艦會合。因敵艦從左翼炮擊『孟春』和『鳳翔』艦，二艦立於頗為苦戰之地位。」（《日清戰爭實記》「台海戰況」）
「鳳翔」調轉航向。直接向「福勝」、「建勝」2艦之間駛來，著實讓中艦上的官兵吃了一驚。「鳳翔」艦艦長山崎景則在大難臨頭之際所做的這一舉動，與其說是運用了大膽的謀略，不如說是能的下意識避害反應的體現。「鳳翔」之所以迎頭直衝中艦而來，更多的原因是擔心側舷對敵時被彈面積太大，而且難以躲避中艦的衝撞，想要衝過中國炮艦的隊列，奪路而逃。此時，山崎景則腦海中充滿的是如何逃脫險境，至於要航向哪裡，他心裡並不清楚。
「鳳翔」艦下意識的這次轉向，實際陰差陽錯地走出了死中求活的關鍵一著。面對突然直衝過來的這艘日軍艦，正在進行猛烈炮擊的四艘中國炮艦多少顯得有些納悶，在這樣近的距離上進行猛烈射擊，敵艦肯定在劫難逃，但是由此也必然很容易會被敵艦撞到。
儘管如此，中國炮艦隊卻並沒有停止射擊，而是集中火力向「鳳翔」號猛射，孰料「鳳翔」艦遭到圍攻後，後續的「孟春」艦並沒有實施任何配合作戰措施，而是扔下友艦轉向而去！
「孟春」艦艦長磯邊包義海軍少佐這一不太光彩的舉動，在戰後的報告中則被描繪成：「我『孟春』艦上的人員以為稍向右轉，則可發射火炮支援友艦，因而向艦長提出了建議。但『孟春』艦艦長從容不迫，出人意料地向左轉彎，……目的是想為我國海軍保住一艘有價值的軍艦」。
見到「孟春」艦要逃跑，中國炮艦立刻進行了追射，很快就有一顆炮彈射中了「孟春」的左舷，「孟春」的舷牆被擊壞，九名水兵死傷。但司令塔內的艦長磯邊包義已經顧不上部下的傷亡，他聲嘶力竭地對著通話筒喊叫，催促輪機室加快航速，「孟春」艦漸漸離開「鳳翔」，向遠處駛去，留下「鳳翔」號獨自承受中艦的致命炮火。
作為1艘炮艦而言，「鳳翔」艦的艦體設計顯得略為怪異，軍艦外觀上的主要識別特徵為三桅單煙囪，前後桅上都設有了望桅盤。軍艦的主甲板非常低矮，為了增強適航性。提高破浪能力，軍艦的艦首設計了一段不長的首樓，首樓甲板上設置錨床和吊錨桿，並安裝有1門178毫米口徑舊式前膛炮，首樓內則是起錨絞盤、錨鏈艙等設施、艙室。自首樓向後，「鳳翔」艦的主甲板配備有1門同為舊式的140毫米口徑克虜伯後膛炮，在這樣小的艦體上承載如此之大的火炮，使得這艘小炮艦的甲板上顯得擁擠不堪。由於低矮的主甲板在航行時容易上浪，「鳳翔」艦的主甲板外緣又增加了一圈可折倒的擋板。這種擋板在高速航行時支起，防止海浪撲上主甲板，作戰時則折倒放下，以露出安裝在主甲板上的火炮，方便射擊。由於密佈舷邊都是折倒的擋板。甲板上的火炮武備也似乎淹沒在雜物和上層建築的陰影中，使得「鳳翔」在陌生人眼中，很難與一艘軍艦聯想到一起。
伊東佑磨之所以將炮艦「鳳翔」編入這次出行的序列，原是沒有預料到會和中國海軍的主力遭遇，只是想帶著這艘吃水淺的軍艦，便於進出港灣河汊，偵察番民和中國守軍活動的跡象。根未曾考慮到要讓「鳳翔」艦參加到大規模的海戰中來。但是此時，弱小的「鳳翔」艦已經被友艦拋棄在中國艦隊的炮口前，居身在司令塔內的艦長山崎景則海軍少佐驚恐地發現，5艘中國巡洋艦正快速駛來！
在衝過中國炮艦隊的陣前之後。趁著中國炮艦的炮火稍稍停歇之際，「鳳翔」號正欲快速逃離戰場，卻不想和正在圍著「東」號和「日進」號繞著圈進行炮擊的5艘中國巡洋艦迎面對駛！
迎面而來的中國巡洋艦逼近到距離「鳳翔」艦約800米處開始炮擊，「鳳翔」艦也用自己的火炮竭力還擊。面對數艘中國海軍的巡洋艦。過於弱勢的小炮艦「鳳翔」顯然無法對抗佔優勢的中艦，沒有任何額外防護的艦體多處被穿透。交火中，「鳳翔」艦上的日海軍官兵死傷參重。
「當『鳳翔』號橫越敵隊形後，『和碩公主』號、『超武』號、『澄慶』號三艘清國巡洋艦猛射『鳳翔』號，至距離約八百米時，對『鳳翔』號組成覆蓋炮火，其苦戰程度可知。」（「日清戰史」——《近世帝國海軍史要》）
在3艘中國海軍最新銳的巡洋艦的舷側，140毫米口徑後膛炮頻繁地射擊，「鳳翔」號再也承受不了這種打擊，艦體開始慢慢的傾斜。
看著這艘日炮艦已經遭到重創，中國巡洋艦沒有再繼續攻擊它，而是繼續繞向「東」號和「日進」號的艦尾方向，猛烈攻擊這兩艘軍艦。
中國巡洋艦隊的離去使「鳳翔」艦得以暫時避過中艦的可怕的火力網，向戰場外航行，以圖自救。然而到了11時25分左右，中國炮艦隊追了上來，繼續向「鳳翔」號射出密集的彈雨，再也無法抵禦這致命炮擊的「鳳翔」艦，在烈火和硝煙中開始緩緩下沉。
由於此時離海岸已經很近了，就在山崎景則少佐下令「鳳翔」艦搶灘之際，一發由「建勝」號炮艦射出的140毫米炮彈正中「鳳翔」號的司令塔，包括山崎景則少佐在內的9名日軍官全部被炸死。失去了指揮的「鳳翔」號無助的承受著狂暴的打擊，11時32分，「鳳翔」號傾覆，消失在了海面上。艦上65名官兵僅有12人倖存。
在擊沉了「鳳翔」號之後，4艘中國炮艦開始追趕逃跑的「孟春」號，12時15分，中國炮艦隊的領隊艦「福勝」用艦首的140毫米口徑後膛炮擊中了「鳳翔」艦的飛橋甲板，正在飛橋上設法指揮自己的軍艦擺脫追擊的「鳳翔」艦艦長磯邊包義少佐隨著炮彈爆炸形成的衝擊波丟到了海中，與此同時，「鳳翔」艦的首樓甲板也連續中彈，一顆炮彈輕鬆的穿透了尾樓頂部甲板，擊毀了尾樓內用來從主彈藥庫提升彈藥的運彈裝置，在附近待命準備隨時救火損管的日士兵被擊斃6名，擊傷2名，「鳳翔」艦上的140毫米口徑火炮失去了彈藥供應。很快又有一枚炮彈再次穿透了尾樓頂部甲板，尾樓內的2名救火隊員和1名修理員被擊斃。
看到艦長墜海，原在飛橋甲板下操舵室中指揮的「鳳翔」艦航海長木村勝一立刻來到飛橋甲板上。接替艦長指揮。這位新任的艦長一面下令關閉通風筒通往鍋爐艙的閥門，停止其通風的功能，而將通風筒改作運彈通道，保證炮位上的彈藥供應，，當時軍艦上的大型通風筒除了通風外，風筒內還有一套絞車提升裝置，用來從機艙把煤渣提升到甲板上，必要時大型通風筒還可以作為輪機人員從機艙逃生的應急出口。「鳳翔」艦顯然是將原提升煤渣的絞車、鐵桶當成彈藥提升裝置來使用了。一方面急急指揮軍艦向左急轉。很快，一場更大的打擊降臨到「鳳翔」艦上。已經多次中彈的後桅桿又被擊中，轟然巨響聲中，飄揚著日海軍旗的後桅再也無法支撐，終於折斷倒塌。
在衝過中國炮艦隊的陣前之後，趁著中國炮艦的炮火稍稍停歇之際。「鳳翔」號正欲快速逃離戰場，卻不想和正在圍著「東」號和「日進」號繞著圈進行炮擊的5艘中國巡洋艦迎面對駛！
迎面而來的中國巡洋艦逼近到距離「鳳翔」艦約800米處開始炮擊，「鳳翔」艦也用自己的火炮竭力還擊。面對數艘中國海軍的巡洋艦，過於弱勢的小炮艦「鳳翔」顯然無法對抗佔優勢的中艦，沒有任何額外防護的艦體多處被穿透，交火中，「鳳翔」艦上的日海軍官兵死傷參重。
「當『鳳翔』號橫越敵隊形後。『和碩公主』號、『超武』號、『澄慶』號三艘清國巡洋艦猛射『鳳翔』號，至距離約八百米時，對『鳳翔』號組成覆蓋炮火，其苦戰程度可知。」（「日清戰史」——《近世帝國海軍史要》）
在3艘中國海軍最新銳的巡洋艦的舷側。140毫米口徑後膛炮頻繁地射擊，「鳳翔」號再也承受不了這種打擊，艦體開始慢慢的傾斜。
看著這艘日炮艦已經遭到重創，中國巡洋艦沒有再繼續攻擊它。而是繼續繞向「東」號和「日進」號的艦尾方向，猛烈攻擊這兩艘軍艦。
中國巡洋艦隊的離去使「鳳翔」艦得以暫時避過中艦的可怕的火力網。向戰場外航行，以圖自救。然而到了11時25分左右，中國炮艦隊追了上來，繼續向「鳳翔」號射出密集的彈雨，再也無法抵禦這致命炮擊的「鳳翔」艦，在烈火和硝煙中開始緩緩下沉。
由於此時離海岸已經很近了，就在山崎景則少佐下令「鳳翔」艦搶灘之際，一發由「建勝」號炮艦射出的140毫米炮彈正中「鳳翔」號的司令塔，包括山崎景則少佐在內的9名日軍官全部被炸死。失去了指揮的「鳳翔」號無助的承受著狂暴的打擊，11時32分，「鳳翔」號傾覆，消失在了海面上。艦上65名官兵僅有12人倖存。
在擊沉了「鳳翔」號之後，4艘中國炮艦開始追趕逃跑的「孟春」號，12時15分，中國炮艦隊的領隊艦「福勝」用艦首的140毫米口徑後膛炮擊中了「鳳翔」艦的飛橋甲板，正在飛橋上設法指揮自己的軍艦擺脫追擊的「鳳翔」艦艦長磯邊包義少佐隨著炮彈爆炸形成的衝擊波丟到了海中，與此同時，「鳳翔」艦的首樓甲板也連續中彈，一顆炮彈輕鬆的穿透了尾樓頂部甲板，擊毀了尾樓內用來從主彈藥庫提升彈藥的運彈裝置，在附近待命準備隨時救火損管的日士兵被擊斃6名，擊傷2名，「鳳翔」艦上的140毫米口徑火炮失去了彈藥供應。很快又有一枚炮彈再次穿透了尾樓頂部甲板，尾樓內的2名救火隊員和1名修理員被擊斃。
看到艦長墜海，原在飛橋甲板下操舵室中指揮的「鳳翔」艦航海長木村勝一立刻來到飛橋甲板上，接替艦長指揮。這位新任的艦長一面下令關閉通風筒通往鍋爐艙的閥門，停止其通風的功能，而將通風筒改作運彈通道，保證炮位上的彈藥供應，當時軍艦上的大型通風筒除了通風外，風筒內還有一套絞車提升裝置，用來從機艙把煤渣提升到甲板上，必要時大型通風筒還可以作為輪機人員從機艙逃生的應急出口。「鳳翔」艦顯然是將原提升煤渣的絞車、鐵桶當成彈藥提升裝置來使用了。一方面急急指揮軍艦向左急轉。很快，一場更大的打擊降臨到「鳳翔」艦上，已經多次中彈的後桅桿又被擊中，轟然巨響聲中，飄揚著日海軍旗的後桅再也無法支撐，終於折斷倒塌。