7月25日，济远在前，广乙在后，由牙山出海返回，7时30分左右，丰岛海面，突然南面出现三艘军舰，经辨认为日本第一游击队之吉野、秋津洲、浪速三艘快速巡洋舰。

此时，日舰在中国舰队的南方向北航进。由于丰岛附近海面南宽北窄，对日舰的回旋运动不利。为了占据有利位置，日舰故意向右十六度变换针路，转舵向东行驶，以便待中国军舰驶至丰岛南僻海面宽阔处，再行转轮攻击。济远、广乙见日舰转轮东去，以为日舰不致挑衅，继续向前航行。当驶至丰岛南侧海面时，日舰突然转轮西下，然后掉头向北，以单纵阵向济远、广乙迎面扑来，截住中国军舰去路。7时52分，双方军舰相距三千米时，日本第一游击队旗舰吉野，突然“以左舷炮火向济远轰击。接着，秋津洲在(7时)55分，浪逮在56分，也用左舷炮火向济远猛射。”中国军舰济远、广乙被迫应战，进行自卫还击。霎时间，炮声震天，硝烟蔽海，甲午中日战争的序幕——丰岛海战开始了。

“方大人！”济远大副沈寿昌，见日战舰开火，不见方伯谦出来指挥，便冲到舱房内来找。沈寿昌找了一圈，总算是在一个铁甲最厚的船舱中找到了方伯谦。

“大人，请等望台指挥！”

“出去，下令火速转舵撤离战场！”方伯谦脸色苍白，满头大汗的颤抖着说。

沈寿昌鄙夷的看了方伯谦一眼，冷笑着转身离开，义无反顾的登上望台。

“给广乙发信号，保持队形，集中火力先打吉野！前主炮！对准吉野，开炮！后主炮，给我瞄准浪速号！”

战斗一开始，日方三舰依仗其速度快、速射炮多的优势条件，以吉野居先，成鱼贯纵阵，用一舷齐射的火力，向中国军舰猛烈开火。首先，集中炮火，“聚攻济远，密如雨。”

三对二，丰岛海面上，中日双方五艘战舰在相聚2-300米的距离上，展开厮杀！

首先开炮的吉野，速射炮落在济远四周，掀起水花阵阵。浪速紧紧跟上，不等其开炮，一发跑当呼啸着落在“浪速”号上，在其舰首二十米处落下，弹片纷飞，“浪速”号的信号索被炸断！

敌强我弱，和日舰的速射炮比起来，济远的主炮射速太慢了。一发炮弹落在望台之上，望台上的沈寿昌摇晃了一下，轰然载到。二副守备柯建章见状，立刻冲上望台，之间沈寿昌头部为弹片所伤，血流不止，当场壮烈牺牲。

“前主炮！对准吉野！”柯建章嘶哑的呐喊声，在望台之上响了起来。济远前主炮呼啸而出，远处吉野前身中弹，浓烟顿起。

广乙舰，管带林国祥一面指挥用炮火还击，一面命令加速，靠近日舰吉野。吉野担心广乙来撞，急忙转舵绕行。上午7时58分许，广乙出现在秋津洲侧翼600米处，林国祥正准备用鱼雷攻击秋津洲，不幸中弹，鱼雷发射管被毁。旋又飞来一榴弹，落在广乙甲板上，死伤二十余人，广乙仍死战不退，发炮命中浪速号左舷。

济远舰上，柯建章接替指挥不久，济远前主炮中弹，柯建章、学生守备黄承勋、六品军功王锡山、管旗头目刘鲲中弹身亡，前主炮被毁。济远各级将士死十三人，伤四十欲人，犹不肯退，以后主炮据敌。

激战一个小时之久，济远、广乙多处中弹，炮火不济，遂且战且退。

日舰见两舰退走，疯狂追击，欲击沉两舰而后快！

其时，西南方向两船并来，不能辨认国籍，第一游记队司令官坪井航三下令，各舰自由行动，秋津洲追广乙，浪速追济远。

西南两船渐渐接近，一为操江炮舰，一为英国商船高升号。吉野发出信号，命令浪速掳获高升，送至群山浦交与联合舰队司令官处置。由吉野继续追击济远，并令秋津洲舍广乙而截击操江。当时，济远已驶离吉野七里之遥，但吉野时速较济远快八里，转瞬即可追及。吉野开足马力，以最高速度追赶。12时38分，当吉野与济远相距二千五百米时，以右舷炮火向济远猛烈攻击。济远管带方伯谦见敌舰即将追及，惊骇万状。竟无耻地下令挂白旗。接着，又挂起日本旗。但吉野仍穷追不舍。爱国士兵王国成激于民族义愤，奋起自卫还击。他问大家：谁能助我运炮弹?水手李仕茂挺身愿助。二人协力发尾炮攻击敌舰，连发四炮，命中三炮。第一炮击中吉野桅楼，第二炮也命中。第三炮走线未中。第四炮命中吉野要害，船头立即低俯。吉野受创，不敢继续追击，于12时43分，转轮迟走。当吉野负伤退走时，济远如能立即转舵以舰首主炮轰击敌舰，有可能取得更大胜利。甚至可解除操江、高升之困。可惜济远管带方伯谦是个毫无斗志的贪生怕死之徒，逃命犹恐不及，自然不会冒此风险。竟置操江、高升于不顾，开足马力，匆匆向旅顺奔逃而去。

济远即走，操江接济远旗号西走，高升号以自己为英国商船，日本人不敢开炮，继续前进。吉野旗号令高升停船，高升被迫停下，浪速号舰长东乡平八郎派人登船“临检”后，要求高升号随其走，清军将领拒绝，浪速发鱼雷命中高升。随后两弦炮击高升。

高升号被攻击后，船上清军奋力反击，没有大炮，就用步枪！

高升号渐渐的沉下去了，海面一名士兵抱着一块浮木，顽强的操步枪向对面的浪速号发出最后一弹！

日舰待高升沉没后，见海面上有清军，遂放小船，一一击杀之，唯留英国船长。

当日舰浪速、吉野追击济远时，广乙负伤，向朝鲜西海岸方向撤退。管带林国祥检点船舷均已毁坏，不能任战。勉强驶至朝鲜西海岸十八岛搁浅。林国祥等将舰上未毁的大小炮数尊，自行击毁。并凿坏锅炉，遗火自焚，以免资敌。然后，率残卒七十余人，登岸赴牙山叶志超军营。及至，则营垒已空，叶志超已于两日前退守公州。一行人准备搭乘英国军舰回国，又被日舰截留。林国祥以下官兵被迫签署以后永不参加中日战事保结，才被释放归国。

操江号为木制小火轮，不及走远，为秋津洲所追上，管带王永发下令烧毁所有文件，沉饷银二十万两，遂被迫投降。

丰岛海战落下帷幕！

高升号被击沉后，英国一轮汹汹，态度强硬。不过舆论这种没有丝毫约束力的东西，在日本政府的一番狡辩下，在英国政府从利用日本节制沙俄在远东发展的国策下，国际公法这种玩意，很快淹没在强权既是公理的帝国主义时代中。舆论唯一留下的后遗症，就是让李鸿章对国际势力的干涉保有更大的幻想，仅此而已。