定远舰失去指挥能力
狭路相逢，决战已不可避免。
1894年9月17日12点10分左右，丁汝昌下令北洋舰队全部起锚，驶往大东沟外的开阔海面迎战。此时，亚洲最大的两支舰队只相距十七海里。丁汝昌排出的是以“定远”和“镇远”两艘铁甲舰为核心、其余舰艇在两翼一字排开的横队。日军则分为第一游击队和本队两部分，以两个首尾相随的纵队阵形驶来。
12点50分，在两国舰队相距近六千米的距离上，定远舰主炮发出了第一枚炮弹。十分钟后，日本联合舰队记录了战争爆发这一刻海面的天气：“风力微弱，晴雨计在三十英寸以上，平均湿度约七十六度，晴朗无浪，天气甚好。”
黄海上空只有微微的卷积云，海面风平浪静，几乎是最理想的作战海况。北洋水师首先开火，日军没有还击，只是加快速度从北洋舰队前方冲向其右翼，以便让北洋舰队陷入侧面射击的盲区。日军主要舰炮为120和150毫米口径速射炮，射速虽高，射程却较短。伊东佑亨命令，在三千米距离上才允许开火。
第一艘被击中的军舰是日本旗舰“松岛号”。12点55分，松岛舰320毫米口径的巨型主炮被北洋舰队150毫米口径舰炮的炮弹击中。川崎三郎在战后报告中写道：“12时55分，敌弹命中我32厘米炮塔。”
日军终于按捺不住，在抵达三千米距离之前开始射击。日军一发120毫米口径爆破弹在北洋舰队旗舰“定远”的飞桥附近爆炸。松岛舰上的海军大尉木村也有观测记录：交战之初（12时58分），悬挂五彩提督旗的定远舰飞桥被日军炮弹打断。日军的炮弹几乎在同时还打断了定远舰前桅杆，导致定远舰无法用信号旗指挥。刚一开战，北洋海军旗舰就失去了指挥通信能力，陷入各自为战的不利局面。
定远舰305毫米克虏伯主炮后膛两侧，有一对竖起的铁尖，这是给炮手用来瞄准的。北洋海军的火炮射击还延续较为复杂原始的六分仪“水平测距法”，需要军舰桅杆上的观测人员手持仪器进行观测测距。但战场上的煤烟、硝烟、爆炸激起的海浪和横飞的弹片，都会极大影响实际操作的精准度。如果距离很近，炮手则可以通过炮膛进行直瞄。
日本最新锐的吉野舰上却已经装备了先进的测距仪，操作者只需像使用望远镜那样对准目标，让目镜合焦，就能快速显示出目标距离。从战后两国军队炮火对射的数据看，日军火炮的发射速度是清朝军舰的三倍以上，但从两国战后损毁数据的详细统计来看，北洋海军的射击命中率竟然高于日本海军。考虑到双方火炮装备上的技术差距，双方炮手的射击水平可能差距更大。这或许是由于多数清朝海军士兵都在同一舰艇服役超过四年，对装备的熟悉和运用程度强于迅速扩充建成的日本海军。
