战斗刚一打响，北洋水师先声夺人，击伤了包括联合舰队旗舰松岛号在内的三艘战舰，在随后的混战中，仓卒应战的联合舰队无法摆出最为擅长的单纵阵，只得以横阵迎敌，无法发挥日舰速射炮的特长，而北洋水师大口径火炮的威力则是发挥得淋漓尽致。
结果，不到一个小时，严岛号巡洋舰以及两艘小型炮舰被击沉，旗舰松岛号连中五枚三十厘米重型炮弹，桅杆被炸飞，一百多水兵阵亡，司令官伊东佑亨受伤，松岛失去了机动能力，瘫痪在了海面上，成了北洋水师的活靶子。
伊东佑亨只得放弃松岛号，冒着炮火跑到了扶桑号巡洋舰上。
北洋水师完全占据了海上优势，向日舰猛冲过来，混战中，跟随在舰队后面的鱼雷艇右队杀出舰阵，向日舰发射鱼雷，联合舰队的高雄号巡洋舰躲闪不及，被一枚鱼雷拦腰炸成了两截。
海面上，联合舰队只剩下五艘战舰，而且大部分带伤，而倾巢而出的北洋水师，总共有十二艘战舰，向日舰发起群殴。
伊东佑亨眼看难逃覆没，仓卒之间，想到了滞留在旅顺的半个舰队。这半个舰队，是大本营调走的。
到了这个时候，伊东佑亨也顾不得旅顺了，下令吉野等旅顺舰船迅速向庙岛群岛靠拢。
吉野、桥立等十艘舰船匆匆离开旅顺海域，开足马力，赶到了庙岛海域，此时，正在与北洋水师酣战的五艘日舰，在北洋水师强大的炮火下吗，已经完全失去了还手的能力。
十艘战舰参战，终于稳住了联合舰队的阵脚，双方展开了惨烈的拉锯战。
这是两支残军，双方都不是最强阵容。
八个月前的大东沟海战，北洋水师遭受重创，三艘主力巡洋舰被击沉，在威海卫，又遭受日军鱼雷艇偷袭，排水量七千吨的铁甲战舰镇远号沉没在了威海卫军港中。北洋水师失去了二分之一的海上火力。
而在旅顺战役中，联合舰队的浪速号重型巡洋舰、赤诚号、筑紫号炮舰被击沉，匆忙赶到庙岛海域的战舰中，高千惠号和秋津洲巡洋舰重伤，吉野舰轻伤，此外，还有三艘炮舰受伤，战斗力都是大不如前。
而且，日舰在旅顺消耗了大量炮弹，还没来得及补充，他们也没有地方补充，日军始终没有夺回旅顺，他们没有后勤基地。日舰弹药损耗殆尽，更加不敢放开手脚进攻。
而北洋水师经过一天的激战，也是疲惫到了极点。同时，北洋水师的平远号巡洋舰被击沉，靖远号巡洋舰、扬威号炮舰重伤，退出战斗，其他各舰也有不同程度的损伤。
双方都无力全力以赴，可双方都无法退出战斗，
在激烈的对攻战中，谁也不敢轻易掉转舰头，航向稍有偏移，就会被对手抓住机会攻击软肋。
就这样，双方在海面上排开阵势，拉开两千米的距离，相互对射，但谁也不敢贸然发起冲锋。
战事进入胶着状态，炮声隆隆，硝烟弥漫，海面上却显得很是沉闷，也很是无奈。
不管是丁汝昌还是伊东佑亨都是万分焦急。
丁汝昌越来越后悔，不该在停战协议生效后，多此一举，搞得进退两难。
丁汝昌这次作战，是一场押上了身家性命的赌博！他赌的是，这场战斗能够重创联合舰队，同时，北洋水师付出较小的代价，如此一来，北洋水师就可以重振雄风，与周宪章的章军遥相呼应，对慈禧太后形成逼宫之势，以保住光绪皇帝的皇位。保住了光绪皇帝，就是保住了他自己。可是，如果北洋水师无法脱身，与联合舰队打成了消耗战，周宪章在旅顺要是也顶不住，势单力孤的他将面临抗旨的大罪，丁汝昌就是罪上加罪，慈禧太后绝对饶不了他！
而伊东佑亨比丁汝昌还着急。他违抗大本营的训令，下令吉野等舰船离开旅顺前来增援，这等于是放弃了旅顺。更为严重的是，大本营已经启动了台湾作战计划，近卫师团已经在广岛集结，等待联合舰队护航前往台湾。而联合舰队却被北洋水师拖在庙岛海域不能脱身，再这样拖下去，这场关乎日本命运的台湾战役，就不得不推迟，甚至是放弃。伊东佑亨就会成为日本的历史罪人！
不过，从战争的全局上看，丁汝昌和伊东佑亨固然着急，但是，着急的人不止是他们两位。
还有很多人也在心急如火焚。至少，山东的大山岩将军，紫禁城的慈禧太后，广岛的伊藤博文，一点也不比他们轻松。
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