就在致遠艦旋轉炮口的時候，兩艘德國巡洋艦又發動了一波齊射，一枚150毫米高爆榴彈在致遠艦艦尾火炮前方爆炸，彈片像舞蹈的死神一樣躍動著，幾名炮手中彈身亡。
這時，艦首的那座兩聯裝主炮已經調轉過來，主炮開火，炮彈準確地命中巡洋艦的左舷，那艘巡洋艦的一門火炮頓時喪失了戰鬥力
致遠艦的主炮帶有制退復進機結構，射速達到2.5分鐘一發，這樣的射速在大口徑火炮中已經算是比較快的了，可是在巡洋艦的速射炮之下，還是顯得太慢了，而且致遠艦的速度又遠遠落後，所以很難躲開對方巡洋艦的炮火，現在的致遠艦就好比一個困在角落裡的拳擊手，無路可退，只能拚命揮動拳頭，希望對方能先倒下。
致遠艦剩下的那門150毫米主炮轉過頭來，開始對德艦的攻擊，十幾門機關炮也向德艦傾瀉著炮火，很快一艘德艦的甲板起火，德艦調整火炮俯仰角度，集中火力攻擊致遠艦的水線位置，於是十幾發炮彈就重重撞在水線位置，海水開始湧入，德艦上的水手以為：致遠艦很快就會沉沒了，於是發出了一陣陣歡呼！
如果致遠艦是一艘一般的巡洋艦，那麼它將很快傾斜，沉沒，可它是一艘穹甲巡洋艦，所謂穹甲巡洋艦，就是它的艦身並沒有像鐵甲艦那樣鋪滿裝甲，它的艦身還是木製結構，只是在輪機艙和彈藥庫之上加裝了一層裝甲，「穹」字在漢語裡是中部隆起的意思，「穹甲」就是這層裝甲是中間平，兩邊坡的結構，兩邊坡的底部正好延伸到水線之下，這樣，就算是水線附近的船體受損，海水會被裝甲擋住，不會大量湧入船體。
就在這時，那艘遠遠落在身後的平遠艦終於趕到了，平遠艦的大口徑火炮只有一門260毫米主炮和二門150毫米主炮，儘管這樣，也足以對德**艦造成威脅，德**艦見到平遠艦趕到，也不戀戰，迅速駛出膠州灣。
先前受傷的巡洋艦和發生機械故障的威森堡艦已經脫離了戰鬥，致遠艦和平遠艦追趕不及，也返回了膠州灣內的臨時港口。
這次交鋒，讓德國艦隊司令迪特裡希信心倍增，他更加堅定了自己先前的看法，這是一場騎兵與炮兵的較量，騎兵可以摧毀炮兵的大炮，然後從容地離開，他認為，可以在適當的時機重創北洋艦隊，然後在談判桌上為德意志帝國爭取最大的利益。
於是迪特裡希用電報把自己的想法匯報給了威廉二世，野心極度膨脹的威廉二世隨即命令迪特裡希便宜行事，儘管孱弱的大清國不堪一擊，可是它就像一隻垂死的刺蝟，北洋艦隊就是它背上的刺。
這次衝突被後世稱為「膠州灣海戰」，德國政府隨後指責清政府向己方軍艦發動攻擊，德**艦將不得不採取必要的自衛手段，英法俄等國也紛紛指責清政府，法國甚至開放金蘭灣港口，供德國艦隊休整，補充燃料，英國也表示願意提供香港的港口讓德國的軍艦休整，儘管西方國家在此前齟齬不斷，可是在對付清國的問題上，態度卻出奇地一致。
清政府也指責德**艦無端的挑釁行為，並呼籲西方列強保持中立。
1894年11月7日，威森堡艦修復了動力系統的機械故障，受傷的巡洋艦前往香港休整，11月8日，德國艦隊進入膠州灣，炮擊青島，造成十二名平民死亡，四十五人受傷，北洋艦隊成建制在膠州灣內進行巡邏。
11月9日9點，德國艦隊在北方的天空發現了大量的煤煙，迪特裡希知道這是因為北洋艦隊使用劣質燃煤，所以產生了大量的煤煙，德國艦隊比北洋艦隊提前兩個小時發現了對方。
10點30分的時候，德國艦隊發現煙柱越來越多，煙柱下面的軍艦輪廓也越來越清晰，迪特裡希判斷：他們找到了北洋艦隊的主力，共計九艘軍艦。
迪特裡希發現北洋艦隊採用「疊陣雁行隊」，這種陣型，五艘軍艦在前，四艘軍艦在後，在後的軍艦落在前一艘軍艦身後的45度附近。迪特裡希決定採取縱隊戰術，這種戰術便於發揮舷側火力，由於德艦的速度普遍較快，所以迪特裡希命令艦隊採取側翼迂迴包抄戰術，爭取再局部形成以多打少，在擊沉兩到三艘清**艦之後就撤出戰鬥。
二十分鐘之後，德國艦隊變陣完畢。11點的時候，迪特裡希下令艦隊提前開飯，甚至允許士兵少量飲酒，在飯後甚至可以自由吸煙，要知道，那個時代的軍艦主體是木製結構，吸煙極有可能引發大火。
這時，北洋艦隊終於發現了德國艦隊，總共七艘軍艦。提督丁汝昌知道，艦隊中最有戰鬥力的定遠艦和鎮遠艦，因為服役期過長，長期使用劣質煙煤，鍋爐年久失修等問題，航速遠遠達不到設計之初的15節，而對方的三艘勃蘭登堡級戰列艦的航速普遍可以達到15節，更不要說那四艘航速更快的巡洋艦了。
丁汝昌發現了對方艦隊成一條縱隊，舷側面向己方艦隊，向自己的東南方向行進，知道對方想要對他實行包抄，於是丁汝昌決定，艦首向自己的東北方向偏轉，航速較快的穹甲巡洋艦致遠艦，靖遠艦，濟遠艦，經遠艦向東北方向迂迴，與定遠艦和鎮遠艦等五艘軍艦對德艦形成包圍之勢。
丁汝昌希望借住定遠艦和鎮遠艦的火炮威力，重創一到兩艘敵艦，迫使對方撤出戰場。
在蒸汽動力時代，海戰的陣型便於參戰方發揚火力，增加生存力，所以艦隊的決戰，搶佔陣位的時候就開始了。
11點20分，丁汝昌下令開飯，酒足飯飽之後，決戰即將來臨，北洋艦隊的水兵大多都是老兵，所以面對著即將到來的戰鬥，絲毫沒有新兵那種興奮和不安。
12點10分，德**艦進入了定遠艦那四門305毫米艦炮的射程，這時，德**艦沒有到達預定的包抄陣位，北洋艦隊也沒有完成對德艦的包抄，於是戰局形成了北洋艦隊以兩個橫隊衝擊德國縱隊的態勢。
丁汝昌很清楚，這樣下去，必然要陷入亂戰的局面，拉近距離固然對發揮定遠鎮遠的大口徑火炮有好處，可是由於北洋艦隊艦船的航速普遍較慢，在亂戰中不會佔到太大便宜，於是他下令，首先開炮。
巨大的轟鳴聲迴盪在海面上，人類歷史上第一次鐵甲艦隊的會戰開始了。