图为松岛号后部出现黑洞，是清舰炮弹击穿留下的伤痕 （世界图出版公司/图）
松岛号死里逃生
长时间炮击战斗中，日军火炮的射击速度和爆炸威力的优势开始显现。海战持续到下午，北洋海军已经有超勇、扬威两艘舰艇沉没。当战斗持续到下午15点10分时，日本海军“扶桑号”的240毫米口径大炮击中了定远舰前部的军医院，这发炮弹几乎改变了整个战场的局势：日军炮弹强大的燃爆能力，将拥有大量木制构件和家具的军医院点燃，浓烟几乎让定远舰部署了绝大多数重炮的前部无法射击。日军舰艇迅速接近定远舰，准备近距离施以最后的攻击。
危急关头，“致远”挡到了“定远”前面，保护正在燃烧的旗舰。致远舰虽然拥有北洋舰队最高的航速，却没有重型装甲防护。在日军猛烈炮击下，致远舰最终爆炸沉没。
几乎就在“定远”和“松岛”被击中的15点30分，一直在海战中躲在北洋舰队编队后方的济远舰，突然挂出“我舰艇已经重伤”的信号旗，转舵离开战场。济远舰的逃跑带动了僚舰“广甲号”也离开战场，更糟糕的是，济远舰在慌乱中撞上了由于大火导致舵机失灵的扬威舰，导致扬威舰下沉搁浅。济远舰管带方伯谦在旅顺被撤职关押，24日凌晨，清廷下令以怯战罪将其处斩。
此时，北洋舰队的超勇、扬威、致远、经远先后沉没，济远、广甲相继遁逃，共失去六舰，战斗力大减。北洋舰队已无力主动向敌人进攻，不得不由第一阶段的进攻转为防御，由优势变为劣势。日军方面，虽然比睿、赤城、西京丸三舰有的退出战场，有的失去战斗力，但这三艘均系弱舰，不仅对舰队整体战斗力影响不大，反而由于三艘弱舰退出战场，使日本舰队无需再分散力量保护弱舰，实际上是减轻了负担。
