“致远”舰沉没后，“经远”号管带林永升愤怒之极，也驾舰冲击，不幸也舰沉身亡。日军见北洋舰损失多艘，便分兵两路：前锋舰队追击西撤的“济远”号，主力舰队继续围攻两艘装甲舰。在残酷的战斗中，两舰官兵毫无惧色，顽强地左突右冲，浴血奋战。17时30分，冲出战区的“靖远”号和“来远”号连忙升旗发号，呼唤港内的“平远”号“广丙”号等舰出战。日舰队司令伊东右亨见“定远”号和“镇远”号作战勇猛，又有港内舰艇出战助阵，而日舰前锋早已远离，再战于己不利，于是率主力南撤，北洋舰追击10多海里不见日舰，返回旅顺口。 
黄海海战（又称大东沟海战），从中午到黄昏，激战近5个小时，北洋舰队损失战舰4艘，伤6艘，伤亡官兵850名；日舰重伤4艘，伤亡官兵298人。显然，北洋舰队的损失大于日舰队。