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日舰射出的疯狂弹雨给“定远”、“镇远”两舰造成了不小的伤亡，飞扬的弹片波及到了飞桥上的人们，两名乾国水兵为了保护海军提督丁禹廷当场牺牲，血染飞桥，丁禹廷和“定远”舰管带左翼总兵邓正卿以及军官们不得不退入装甲司令塔中。
仍然站在观察窗前紧盯着战场的丁禹廷的眼神中透出一丝坚毅，这位任事勤勉的海军提督从丰岛海战事起，就成为朝中清流派交相攻击的对向，此时实际已经被革去职务，正在戴罪，“即行革职，仍责令戴罪自效”（朝廷谕旨）。对海军、对丁禹廷并无了解的清流士大夫们，仅凭着任意发挥的想像，对国家前敌的将领大肆进行中伤，意图去之而后快，以达到将洋务派势力驱逐出海军的目的。司令塔内的丁禹廷希望自己属下的将领们能够尽量发挥战术，歼除可恶的日本军舰，消弭朝中对于自己和海军的种种猜忌。
由于丁禹廷在舰上主要身份是督战者，因而退入司令塔并未能影响他执行自己的职能。乾国舰队的战术指挥则仍然由右翼总兵刘步蝉在继续执行，没有受到任何影响。大部分乾国军舰都在追随着旗舰“定远”进行运动，没有出现那种只存在于想像中的彻底失去指挥的混乱情况。
由于在短时间内给敌方造成大的损害，日本舰队目前还没有能够横越乾国舰队阵前并制造战果，受到重创的第一游击队4艘快速巡洋舰已经转向离开了战场（实际坪井航三并没有离开，而是打算灭火自救后再返回，而那时他们将同乾国军舰“宁远”、“济远”相遇并交战，形成另外一个战场），随着双方军舰的距离逐渐接近，虽然缺少了第一游击队，但日本联合舰队本队已经运动到了利于进行炮战的最佳距离，开始发挥他们火力凶猛的特点进行炮战。
正当本队6舰在乾国舰队左翼将“定远”、“镇远”打得火起的时候，以纵队队形未能通过乾国舰队阵前的联合舰队本队，虽然利用密集的舷侧火力在炮火对抗中给乾国铁甲舰造成了巨大的威胁，然而他们面临的毕竟是乾国舰队参战军舰中的全部精锐，侧面大量暴露在外的本队军舰接连遭到攻击的同时，陷入了被乾国海军两艘高速铁甲舰“经远”、“来远”拦截夹击的被动局面。
在“定远”、“镇远”小队奋力同日本舰队本队6舰对射之时，“经远”、“来远”小队已经冲到了本队的阵前，原本“经远”、“来远”打算追击受创甚重逃跑的第一游击队，但在发现旗舰“定远”受到聚攻后，便从“山城”舰首左侧接近，形成夹击态势，向本队各舰开始了猛烈轰击，以减轻“定远”和“镇远”的压力。
13时4分，联合舰队旗舰“山城”首次中弹，一颗140毫米炮弹穿透了主甲板，刚好落在“山城”舰左舷副炮炮位上，87毫米口径的克虏伯速射炮立刻被击毁，3名炮手和1名信号员当场毙命。
不久，本队的2号舰“扶桑”也被击中，首先是1枚140毫米加纳炮射出的开花炮弹命中了“扶桑”舰的左舷，引发爆炸，导致11名水兵被炸死。紧接着又有1枚140毫米加纳炮发射的穿甲爆破弹再次命中左舷，在“扶桑”舰后部水线附近炸响，海军上尉立井勇健等6人被炸死。
13时10分，日本本队的“严岛”舰被“经远”舰击中。炮弹命中“严岛”舰首的320毫米主炮塔，弹片四散，在炮塔内督战的分队长肥浜奇马海军大尉、炮术长白云上清之介海军大尉以及二等兵东野恒飞之助当场毙命，另有7名日本水兵被流火烧伤，不治身亡。
此时的战况，正如当时在本队外侧航行的“西京丸”舰时候战报所说的那样，“下午1时5分左右，敌我舰队互相炮击最为激烈，可谓旗鼓相当。”
但在“西京丸”上的日本海军军令部长井上良馨不会知道，他看到的这个“旗鼓相当”的局面，将很快发生意想不到的改变。
由于遭到乾国舰队两个铁甲舰小队的夹击，按照风帆时代战列线作战的传统，伊东佑亨下令本队开始转舵向左航行，准备进行大回转后改用左侧的炮火再与乾国舰队作战，以便让右侧炮位得以休整、补充。为便于机动，伊东佑亨同时下令本队军舰的编队航速从8节提高到了10节。激战之中，日本联合舰队的司令官似乎忘记了一点什么。以“山城”的动作为榜样，各舰依次执行，“扶桑”、“松岛”、“桥立”、“严岛”、“千代田”………“千代田”舰舰长内田正敏海军大佐突然得到报告，后续的“赤城”、“西京丸”没有跟上来，脱离了队列！
伊东佑亨这时才想到这两条一直尾随在本队后面躲避炮火并观战的军舰，想到他的命令可能将海军军令部长井上良馨的武备薄弱的座舰置于乾国鱼雷巡洋舰的攻击之下，伊东佑亨一时间冷汗涔涔而下。
此时他能做的，也只有为井上良馨祈祷了。
正当他喃喃的说着“敌舰不会击中上天保佑的‘西京丸’舰”的话时，本队队列当中突然传来了一声惊天动地的炸响。
就在转向的时候，“松岛”舰的舰尾被“定远”舰的主炮击中了。
本世纪的蒸汽军舰上，庞大的蒸汽动力设备和复杂笨重的弹药、武备等装置通常会占用舰内大量的空间，因而军舰上可用于布置其他生活、功能舱室的空间非常有限，除了大型的军舰外，一般的军舰内都不会有专门的军医院。为此，从风帆战舰时代开始延续下了一个海上习俗，即战时会将位于军舰舰尾宽敞的军官餐厅作为急救所来使用，狭窄逼仄的军舰内部，还无法奢侈到一间舱室只充作一种功能使用。军官餐厅里长长的橡木餐桌，平时军官们围坐在周围或会议，或用餐，战时则就会成为手术台。在纳尔逊时代，一些老水手们经常会特意地向上舰参观的人介绍，桌布上哪些痕迹是菜肴汤汁留下的，哪些又是鲜血染成的，然后等着欣赏听众们惊愕的表情。
“松岛”舰和海战场上的大多数乾日军舰一样，海战开始前不久也将位于主甲板下的军官餐厅草草改造成了军医院，刚刚遭受了“定远”、“经远”等乾国军舰猛烈的打击，大量的伤员被送到这里。军医和护理兵们正站在餐桌前给伤员做手术，地板上为了防止滑倒而敷设的砂土，已经被血染成了红色，餐厅里充满了伤员撕心裂肺的哀号声，空气中都是令人作呕的血腥味。
突然间，远处传来了一阵如同巨兽咆哮般的吼叫声，低沉的声音由远而近，室内的空气仿佛也为之在颤抖，“定远”舰水平发射的1颗305毫米口径的大倍径开花弹以雷霆万钧之势击穿了“松岛”舰左舷后部的船壳板，射入舰内，紧接着是一声雷鸣般的爆炸声，碎片、硝烟、被炸碎的肢体……一时“松岛”舰的内部成了恐怖的地狱。
“松岛”舰的军官餐厅受损严重，室内一片狼藉，包括军医和伤员在内的等62人被当场炸死，无一幸存，“突然有一颗巨弹飞来，击毁了‘松岛’舰的军官室，军医护理兵伤员等六十余人被炸得稀烂，血肉横飞……”（《日乾战争实记》“‘松岛’舰之勇战”），由于舰内结构遭到了极大破坏，军舰的后部主甲板发生局部坍塌下陷，几颗放置在后甲板上的下濑火药炮弹也被引爆，燃起了伴随有黄色烟雾的熊熊大火。
目睹“松岛”舰上的惨状，对阵的乾国军舰尚未来得及享受胜利的喜悦，很快他们就发现，刚刚命中的那颗炮弹还不足以让这艘日本军舰立刻沉入海底。“定远”舰右侧的同队姊妹舰“镇远”很快动作起来，左侧炮台的305毫米口径巨炮也已经转向侧后方，对准了“松岛”舰，枪炮大副曹嘉祥和德籍炮术顾问哈卜门（Heckman）指挥水兵将一颗硕大的炮弹装填进了炮膛，“镇远”舰的炮术军官计划“以一发炮弹从舰首到舰尾，以对角线穿射，即可致其死命”。由于距离很近，水兵们用平射轻而易举地又击中了“松岛”，站在“定远”舰司令里的乾国海军提督丁禹廷看着周围额手相庆的官兵，为之激动不已，接连2颗305毫米巨弹的打击，眼前这艘日本军舰看来是在劫难逃了。然而出乎所有人意料的是，“镇远”射出的这颗炮弹在“松岛”舰内炸响，使“松岛”燃起了熊熊大火之后，却依然没有能够使其沉没！
在乾国海军官兵惊讶的目光中，“松岛”舰挂起了“本舰重伤”的信号旗，带着浓烟大火从日本舰队的阵列中脱出，向远方拼命逃离，消失在了缭绕的硝烟中……
由于战场被烟雾笼罩，能见度不高，已经看不见“松岛”舰的一些日本海军官兵们误认为“松岛“舰肯定是被击沉了，无不心慌气沮，而对面的乾国军舰上则传来了阵阵欢呼声。
“我们现在应该撤退，长官。”“山城”号铁甲舰的舰长矶边包义海军大佐面色苍白的向伊东佑亨建议道，“敌方是全部四艘主力大铁甲舰，火力太强，非我我方主力铁甲舰六艘齐至，方有胜算，现在我方有四艘缺阵，以现在的战况看，不但无法战胜敌军，反而有全队覆没之危险。”
就在伊东佑亨犹豫不决之际，对阵的方向传来了一声巨响。
仿佛是要反驳矶边包义的观点，在这一刻，“扶桑”号铁甲舰突奏奇功，“扶桑”舰船腰炮房内的一门305毫米主炮击中了“定远”舰，炮弹刚好命中“定远”舰没有防护的舰首部位，轻易地穿透外壁的船壳板后直入舰内！
曾一度被誉为“亚洲第一巨舰”的“定远”级铁甲舰，除了以每舰配备的4门305毫米克虏伯巨炮傲立东亚外，还具有相当厚重的装甲防护。“定远”级军舰的装甲防护采用的是当时被称为“铁甲堡”的集中防护样式，为保护位于舰体中部的弹药库、锅炉舱、蒸汽机等要害设施，围绕整个军舰中部一周，在水线附近敷设了厚度达305－355毫米的装甲带，无疑，要想穿透这个厚度的装甲绝不是件容易的事，不过除了保护在铁甲堡之内的舰体中部外，“定远”级铁甲舰的首尾部分就再没有竖立的装甲带防护，由于不是舰上的要害部位，首尾的防护只不过是在水线下水平纵向敷设了75毫米厚的装甲甲板，如此一来，“定远”级军舰首尾水线上的部位就没有任何额外防护，成为了舰上防护最薄弱的地方。
“定远”舰舰首的结构大致可以分为3层，其中在140毫米加纳炮塔之下的是军舰的首楼，首楼内左右两侧的空间是锚链通过的通道，长长的锚链从锚链孔通进来后，再经过这里的通道连接到锚链舱内。在两侧锚链通道之间则是舰上的水兵厕所。首楼甲板之下舰首的空间是“定远”舰的军医院，内部布置了大量的药橱、病床，墙壁上还有橡木材质的墙裙装饰，“扶桑”射出的305毫米炮弹恰好就穿进了这里，在军医院内轰然炸响。由于战时预料到舰首的军医院直当敌锋，而且基本没有防护，在这里收容、治疗伤者过于危险，“定远”舰战时的疗伤所实际改到了铁甲堡之内的空间，舰首的军医院里反而空空荡荡了。所以这颗炮弹并未造成多少人员杀伤，不过大量填充在弹头内的下濑火药却大发淫威，一度几乎危及到了“定远”舰的生存。
这颗“扶桑”舰打出的305毫米炮弹爆炸后，下濑火药急剧燃烧，拥有大量木制构件和家具的舰首军医院内立刻出现火灾。肆虐的大火以极快的速度吞噬着室内一切能够点燃的物品，熊熊烈焰带着灼人的高温从弹孔以及舰内的梯道舱口向外迅速蔓延，很快首楼和主甲板上都出现了大火，甚至连首楼内存放在柜中的备用缆绳都被点燃了。更为严重的是，下濑火药燃烧时弥漫出的黄色有毒烟雾以及舰内木制构件燃起的黑烟将整个“定远”舰的前部完全笼罩，咫尺莫辨，包括4门305毫米主炮在内的所有指向舰首方向的武器都无法瞄准射击，“定远”的炮火被迫停滞了下来。“敌舰‘定远’被我军发射的炮弹击穿舰腹起火，火焰从炮弹炸开的洞口喷出，洞口宛如一个喷火口，火势极为猛烈”（“山城”舰之勇战，《日乾战争实记》）
一时间，位于战场中央的军舰都能够很清楚的看到，“定远”舰几乎已经完全处在了浓烟的包围中，而且舰首部位还在不断地向外迸射着火光，恍若在烈火中苦苦挣扎的苍龙，对乾国舰队而言，这实在是个可怕的情景，一旦下濑火药引起的这种“能够点燃钢铁”的大火不受控制，蔓延到铁甲堡内，后果将无法预料。乾国舰队旗舰陷入大火之中，火炮射击也完全停顿了下来，看到这样的情形，日本联合舰队军舰上到处都充满着狂欢的气氛，将近十年以来，日本全国上下都视“定远”为虎豹而寝食难安，节衣缩食、费尽周章想要摧毁这艘亚洲第一巨舰及其代表的乾国海军，此刻，梦想眼看就要变为现实了。
“著名的东洋第一坚舰‘定远’号的舰腹被击中，似遭到了大破坏，失去了自由运转的能力，其舰速大大减慢。此时，我舰队各舰不失时机地一齐向‘定远’猛烈发炮。‘定远’舰舰内起火，火焰弥漫了半边天空。‘定远’舰上的人员皆停止了发炮，集中力量救火。但是，火势猛烈，没有被扑灭的迹象……”（“‘扶桑’舰之勇战”，《日乾战争实记》）
但就在这日本海军官兵最为激动兴奋的时刻，一场巨大的灾难突然降临了。
在“扶桑”号的主炮击中“定远”并使“定远”燃起大火后仅仅两分钟，“镇远”舰的主炮就击中了“扶桑”号的船腰炮房！
“镇远”射出的这一颗炮弹是新式的穿甲爆破弹，它直接穿透了炮房外壁，在炮房上留下了一个骇人的大洞。突中巨弹的“松岛”舰舰体发出颤动，然而这才只是灾难的开始。
混装有林氏火药和苦味酸的这颗305毫米巨弹在炮房内爆炸开来，爆炸所产生的巨大气流和破片四下横扫，脆弱的人体在这样的冲击面前，显得那样的不堪一击。