由于距离太远，定远舰的第一发炮弹并没有击中德舰，尽管如此，这一炮也给了德舰不小的震撼，305毫米炮弹掀起的巨大浪花让每个人都心头一震。乡村小说网
距离渐渐拉近到4000米，这个距离是定远舰和镇远舰的有效射程，两舰的火炮同时瞄准对方旗舰——大选帝侯号，两舰的炮弹采用黑火药，这种火药在当时世界范围内已经比较落后，相同质量的火药，黑火药的威力较小，而且黑火药会产生很浓烈的烟，这些烟对炮手的后续操作将会产生很大影响。
两舰的主炮炮罩已经拆除，不仅仅是为了让这些浓烟尽快散去，这里面有鲜血的教训，在丰岛海战中，日军炮弹的碎片钻进炮罩，高速飞动的碎片在炮罩壁上弹来弹去，大量杀伤了炮位上的人员。
尽管炮罩已经拆除，浓烟还是没有散尽，炮手忍着刺鼻的烟，把为数不多的高爆榴弹装入炮膛，填装发射药，准备完毕之后，火炮齐射。
德舰在设计防护时的思想是：只要战舰不沉，就可以拖回港口进行整修，所以在勃兰登堡级战列舰上，主装甲的厚度高达400毫米，这个数字，远远超过了定远和镇远的355毫米装甲。
几枚炮弹击中水线附近的船舷，上面铺设的钢面复合铁甲发挥了作用，这种装甲外面是硬度较大的钢，内面是比较柔软的铁，由于两层材料的物理性能不同，来袭炮弹会在交界面面上改变方向，所以这种复合装甲的防护性能要优于只使用一种材料的均质装甲。
炮弹的撞击摇晃着舰身，可是并没有对舰身造成致命威胁，可是德舰甲板上层的建筑并没有防护，一枚炮弹穿过甲板，命中了水兵舱室，剧烈的爆炸旋即引发了大火，德舰不得不抽调一部分人员前去灭火；除此之外，位于舰首的主炮遭到毁灭性打击，强大的爆炸冲击波和飞散的弹片使舰首双联装260毫米主炮的炮管折断，炮位上的人员损失惨重。
这个时代的海战，谁都不可能在发射第一发炮弹的时候就击沉对方，所以，决定胜负的关键除了谁打人更狠，还有谁更能挨打。德舰凭借着高航速，很快把定远舰和镇远舰拉进了自己的射程，尽管勃兰登堡级上35倍口径火炮和40倍口径火炮需要计算不同的弹道诸元，但是德国水兵还是展现出了高超的军事素质，他们很快完成了计算，随即，三艘勃兰登堡级战列舰向北洋舰队的旗舰定远舰发射了炮弹。
定远舰和勃兰登堡级战列舰系出同门，都是德国伏尔铿工厂制造的，上面的复合装甲都是相同的，所以勃兰登堡级的炮弹并没有能够击穿定远舰的装甲，不过甲板上面的建筑却遭到了打击，勃兰登堡级炮弹中采用的火药并非黑火药，而是威力远远强于黑火药的苦味酸火药。
苦味酸的化学名为“2-4-6三硝基苯酚”，其中的2,4,6表示苯环上面硝基的位置，这种物质经过化学处理可以做成威力强大的炸药，通常称为黄色炸药，而勃兰登堡级上使用的这种炸药经过了特殊改进，在爆炸中心可以形成极高的温度，号称连钢铁都能熔化。
在炮弹击中定远舰的甲板之后，随即燃起了大火，木制甲板剧烈地燃烧起来，冒起的浓烟把瞭望楼围了个严严实实，观察员已经无法观察目标，求解弹道数据，定远舰的主炮已经相当于无法使用。
就在定远舰和大选帝侯号互相炮击的时候，位于定远舰右翼的致远，靖远等四艘军舰，已经驶入了对方的射程，插入了对方的纵队队形，双方已经形成了乱战的局面。
这种乱战的局面在蒸汽动力时代的海战中屡见不鲜，双方没有了固定的队形，各自为战，海面上浓烟滚滚，这种情况下，旗舰很难对全局进行指挥和掌控，于是双方舰队的司令——丁汝昌和迪特里希不约而同下令，各自为战。
在这种状况下，德舰的高航速和高射速发挥了很大的优势，北洋舰队的舰船上，一时间弹如雨下，德国舰队的四艘巡洋舰像四条凶狠的恶狼一般，把平甲巡洋舰经远舰困在核心。
所谓的平甲巡洋舰，是与穹甲巡洋舰相区别的地方是：平甲没有穹甲那样中间平，两边坡的结构，只有一层平的钢装甲，来保护弹药库和轮机舱。这种装甲有一个致命的缺陷，这层装甲位于水线之下，一但外层舰身被击破，海水就会涌入舰身，这样一来，水会囤积在装甲之上的舰身里，军舰将会沉没。
这个致命的缺陷很快在战斗中体现出来，经远舰在德舰的围攻下，身中数十炮，舰身开始进水倾斜，轮机舱开始进水，经远舰管带为了防止锅炉爆炸，不得已下令熄灭进水的舱室中的锅炉，随着进水量的增加，经远舰锅炉全部熄灭，经远舰最终丧失了全部动力。
舰体的倾斜加速了舰身的沉没，最终，经远舰管带不得不下令弃舰。
在这个过程中，北洋舰队也对德国舰队进行持续不断地打击，由于北洋舰队火炮的射速普遍较慢，所以在整个交战过程中始终落于下风。
海战进行了四个小时，伴随着经远舰的沉没，德国舰队首先撤出了战场，北洋舰队也随后撤离。
这场被称为“黄海海战”的人类历史上第一次铁甲舰队交锋就这样落下了帷幕，德国舰队方面，一艘巡洋舰丧失了战斗力，其余军舰均有不同程度的受损；北洋舰队方面，经远舰沉没，在胶州湾海战中受损的致远舰失去战斗力，值得一提的是：据战后统