在致远舰沉没之后，紧随在致远舰之后的“经远”舰继续迎战“吉野”，也中弹起火，管带林永升、大副陈策阵亡，随后舰也被击沉，250余名官兵殉难。
“济远”管带方伯谦、“广甲”管带吴敬荣，贪生怕死，临阵脱逃。“靖远”、“来远”因中弹过多，退出战斗，避至大鹿岛附近紧急修补损坏的机器。
到了这时，北洋舰队已经被重创，除了定远镇远两艘铁甲舰仍然奋战之外，其他的军舰都受到了不同程度的损伤或退出战斗，或被击沉或者临阵脱逃。
而在北洋巡洋舰队遭到重创的时候，两艘铁甲舰就好像两只骑着战马的勇士一样，在日本舰队的围攻下左冲右突，如入无人之境。
“定远”、“镇远”两舰顽强抵抗着日舰本队的围攻，虽中弹甚多，几次起火，全体官兵仍然坚持奋战，重创敌旗舰“松岛”，打死打伤炮台指挥官海军大尉志摩清直以下100多人。
日本十几艘战舰围着定远和镇远两艘铁甲舰不停的轰击，虽然他们两艘铁甲舰中弹近200枚，但是两艘铁甲舰巍然不动，让日本司令官都觉得这两艘铁甲舰是不可击沉的。
说到这里，咱们就说一说定远舰，镇远舰两艘铁甲舰的防御。它们的防护形式采用中央铁甲堡。铁甲堡长度铁甲堡厚度305~355毫米，艏尾部分水平方向的装甲甲板厚76毫米，305毫米炮主炮台围壁厚305毫米，装甲司令塔防护装甲厚8英寸。
虽然日本巡洋舰速度快，但是其装备的小口径火炮，完全对定远舰和镇远舰的超厚装甲没有半点办法。
“靖远”、“来远”两舰起先因为中弹过多，暂且退出战斗，到大鹿岛附近修补损坏的机器后，重新投入了战斗。“镇远”舰的三十公分大炮连续击中日军旗舰“松岛”号两次，“松岛”号甲板四号炮塔中弹后，引发了炸药，发生大爆炸，“松岛”号船轴倾斜五度，火灾大作，遭到重创。
除了“松岛”号，日军联合舰队的“比睿”、“吉野号”、“赤城”、“西京丸”、“扶桑”等舰也遭受了重创。舰队指挥伊东祐亨望见北洋舰队又重新集结，此时天色也渐暗，同时他也对北洋舰队的两艘铁甲舰产生了畏惧，害怕继续战斗下去，会使日本联合舰队损失更为惨重，便于下午五点半左右下令日军舰队撤出战场。
说起来这场大战双方可以说是势均力敌，北洋海军并没有处于绝对的劣势。
这次海战的结果，北洋水师舰队损失了致远、经远、超勇、扬威、广甲五艘军舰，其中广甲号临阵逃离了战场后触礁，几天后自毁；死伤官兵千余人。日本舰队的松岛、吉野、比睿、赤城、西京丸五艘舰艇也受了重创，死伤将士六百余人。
因为北洋的定远舰和镇远舰，只要稍事休整就能继续作战，这样算下来，日本在主力舰上仍然是处于劣势的。
北洋水师拖着浓浓的黑烟，艰辛跋涉的回到了威海卫之后，这场大战的消息才在清国的朝野传开。
李鸿章得到消息之后，差点一口老血喷了出来，自己苦心经营了几十年的北洋水师，竟然损失如此严重。
到了现在北洋水师恐怕已经不堪一战了，因为现在所有的军舰几乎都带着伤。
在这种情况下只有两个办法来恢复战斗力，第1个就是立刻维修船只。