1894年7月24日下午，由方伯謙率領的北洋水師防護巡洋艦濟遠號、魚雷巡洋艦廣乙號和木殼訓練艦排水量1250噸的威遠號，組成編隊正在朝鮮牙山灣外駐泊，保護運載淮軍精銳的運兵船，安全入港裝卸人員和物資。
爲了加快進度，濟遠艦和廣乙艦上的艦載救生艇也加入了繁忙的轉運工作。正當一切都在忙碌進行時，牙山灣口外的南洋灣突然出現了一艘日本軍艦，隨即轉舵而去不見蹤影。
方伯謙看着日本軍艦消失的方向，心中感到十分不安，感覺回航不會那麼順利，他預感明天返航的路上說不好就會和日本的軍艦遭遇。
北洋水師提督丁汝昌在林大鑫的影響下，對於日本的狼子野心已經認識的非常清楚，其他的軍艦管帶們也受了丁汝昌的影響，對於日本早就有了一定的戒心。
果不其然，現在日本已經在朝鮮挑起了事端，方伯謙心中早就做好了和日本海軍交戰的準備。
裝卸人員和物資還需要不少時間，心中不安的方伯謙本來準備讓戰鬥力最差的木殼訓練艦威遠號趁着夜色先返回國內，但是看到威遠艦上，新安裝的4門105毫米速射炮，這讓威遠艦雖然是木殼船體但也增加了不小的戰力，這些速射炮都是在林大鑫船廠裡改裝上去的。
方伯謙想了想還是決定讓威遠艦也一起回國，現在的木殼訓練艦威遠號就是遇到日本的軍艦，也不是毫無戰鬥力。
25日拂曉4時，牙山灣內的駁船將人員物資全部搬運上岸後，濟遠艦、廣乙艦和威遠艦離開了港口，踏上了回國的航線。
幾乎在濟遠艦、廣乙艦和威遠艦起錨出港的同時，奉日本聯合艦隊司令官的命令帶着第一遊擊編隊的坪井航三大佐，在旗艦“吉野”號上得到了事先在朝鮮沿海活動的防護巡洋艦“八重山”號關於昨天牙山灣內北洋水師軍艦的情報，他立刻命令編隊航速提高到12節，以“吉野”、“秋津洲”、“浪速”的排序直撲南洋灣一帶。
1894年7月25日，星期三，光緒二十一年六月廿三，天氣晴，氣溫26攝氏度，微風。
早晨6點30分，濟遠艦瞭望塔上傳來報告，瞭望兵發現西南方向的天邊有幾縷煤煙。
7點多一些，濟遠艦、廣乙艦和威遠艦到達豐島附近，即將沿着該島與公景島之間的航道駛出南陽灣。
隨着3艘北洋水師軍艦編隊通過豐島、公景島之間的狹窄航道，西南方的目標逐漸清晰起來，一直在努力辨識目標的瞭望兵確認，前方煤煙下的白色目標就是日本軍艦！
濟遠艦在瞭望塔上的瞭望兵用新配的對講機大聲喊道：“管帶大人！管帶大人！前方是日本軍艦！有日本吉野號、浪速號和秋津洲號！”
站在艦橋上的方伯謙聽到對講機裡瞭望兵的話，本來有些忐忑的心情反而平靜了下來，遂下令道：“拉戰鬥警報！命令廣乙艦和威遠艦，緊隨濟遠艦，如果日本海軍敢開炮，立刻開炮還擊！”
刺耳的警報聲在濟遠艦響起，濟遠艦上負責短波電臺的水兵，向廣乙艦和威遠艦傳達了方伯謙的命令後，廣乙艦和威遠艦也響起了警報，兩艘軍艦向濟遠艦靠攏。隨即3艘軍艦編隊進入備戰狀態。
隨着警報傳遍3艘軍艦，3艦的水兵奔上各自的戰位，中高級軍官按照平時的佈署，前往各自分管的部位督率，彈藥艙裡開始忙碌地向甲板上輸送彈藥，大小炮位的炮口罩全部被摘去……
濟遠艦、廣乙艦和威遠艦3艦做好了應戰準備，一旦受到日本海軍的挑釁，將毫不猶豫地進行還擊。
濟遠艦的瞭望兵沒有看錯，時間不久3艘北洋水師軍艦前方海面上，出現的正是日本聯合艦隊第一遊擊隊的吉野號、浪速號和秋津洲號。
第一遊擊隊的旗艦“吉野”號，是1893年剛剛竣工的新銳穹甲巡洋艦。該艦排水量高達4150噸，艦長109.73米，軍艦的甲板寬度爲14.17米，吃水5.18米，水線附近縱貫全艦敷設了穹甲甲板，穹甲中央隆起的部位厚15毫米，兩側坡面斜向水線下的部分厚度爲120毫米。吉野艦的動力系統非常傲人，採用了2臺往復式蒸汽機，配合12座高式燃煤鍋爐，可以獲得15000匹馬力的動力，驅動2個螺旋槳，航速高達驚人的23節。
吉野艦大量裝備了大口徑速射炮。主炮選用4門英國阿姆斯特朗公司生產的155毫米40倍口徑速射炮，兩舷還有8門120毫米40倍口徑速射炮作爲副炮，形成了密集的舷側火力。這些可怖的大口徑速射炮均採用了厚度爲4.5英寸的後部敞開式炮罩進行防護。
吉野艦還有密佈軍艦各處的22門47毫米口徑哈乞開斯單管速射炮，5具356毫米魚雷發射管，以及艦首水下鋒利如刃的撞角。另外吉野艦還配備上了剛剛問世不久的專用火炮測距儀，這意味着吉野艦的火炮將比其他戰艦打得更準，戰力甚爲強大。
緊隨在吉野艦之後的秋津洲艦，是第一艘日本自行建造的穹甲巡洋艦，排水量3100噸，艦長91.7米，寬13.14米，吃水5.32米，航速19節。裝備了4門155毫米40倍口徑速射炮，6門120毫米40倍口徑速射炮，此外還有8門47毫米口徑哈乞開斯單管速射炮和4具356毫米魚雷發射管。
緊隨在吉野艦、秋津洲艦2艘新式穹甲巡洋艦之後，由東鄉平八郎擔任艦長的浪速號，浪速艦排水量爲3650噸，艦長91.4米，寬14米，吃水較深爲6.1米，航速18節。浪速艦的主炮選用了2門克虜伯公司生產的260毫米35倍口徑大炮，除了首尾的主炮，浪速兩舷共安裝有6門150毫米35倍口徑克虜伯炮，2門57毫米單管機關炮、10門四管機關炮、4門10管格林炮，以及4具356毫米魚雷發射管。
7時45分，第一遊擊隊靠近濟遠艦、廣乙艦和威遠艦，吉野艦艦長坪井航三下戰鬥命令：“諸君，爲了大日本帝國！爲了天皇陛下！向大清的軍艦——開炮！”第一遊擊隊旗艦吉野號首先開炮，隨即秋津洲號和浪速號也向北洋水師的軍艦開炮。
而北洋水師這邊的濟遠艦，排水量2440噸，艦長71.93米、寬10.36米、吃水5.18米，最大載煤400噸，動力爲2座蒸汽機，4座圓式燃煤鍋爐，雙軸推進，主機功率2800匹馬力，航速16.5節。
水線穹甲由25毫米到50毫米鐵質裝甲層複合而成，主炮露炮臺裝甲厚254毫米，炮罩及司令塔裝甲厚38毫米。裝備了雙聯裝210毫米克虜伯前主炮1座，克虜伯150毫米後主炮1門，47毫米哈乞開斯單管速射炮2門，37毫米哈乞開斯單管炮9門、金陵機器局造銅炮4門、500毫米魚雷發射管4具。
廣乙艦，排水量1000噸，船長71.63米、寬8.23米、吃水3.96米，航速16.5節。裝備了虜伯120毫米炮3門，47毫米哈乞開斯速射炮4門，37毫米5管哈乞開斯機關炮4門，600毫米魚雷發射管4具。
木殼訓練艦排水量1250噸的威遠號，航速16節，只有新安裝的4門105毫米速射炮。
除了濟遠艦還有些戰鬥力和日軍3艘軍艦一拼，廣乙和威遠兩艦相比3艘日艦卻顯得十分弱小。
方伯謙看到日本軍艦向自己開炮，馬上命令道：“各艦開炮還擊，集中炮火先打吉野號！”然後方伯謙猶豫了一下又命令道：“用電臺給威海衛發報，告訴提督大人，我濟遠、廣乙、威遠3艦在豐島海域遭遇日本海軍吉野、浪速、秋津洲3艦，日本軍艦不宣而戰，向我3艦開炮！雖敵我力量懸殊，但吾決議迎戰日艦，不墜我北洋水師之名頭！”
林大鑫從現代時空運來的電臺都是短波電臺，豐島海域距離威海衛也不算近，方伯謙也不知道威海衛的提督府能不能收到自己的電報。就是收到了電報，也應該來不及派援軍，方伯謙只是盡人事聽天命而已。
但是方伯謙在從威海衛出發的時候，林大鑫找到他，說如果在海上遇到日艦偷襲，一定要用電臺給威海衛發電報，不要管距離！林大鑫告訴方伯謙，很可能出現奇蹟！所以方伯謙猶豫了一下，還是給威海衛發了電報！
方伯謙下完命令後，3艘北洋水師的軍艦隨後還擊，向日本3艘軍艦開炮！
北洋水師3艘軍艦與日本聯合艦隊第一遊擊隊展開激烈炮戰。
日本軍艦在噸位、火炮、時速方面，較北洋水師的3艘軍艦佔較大優勢。但是首先命中目標的確是北洋水師的木殼訓練艦威遠號，威遠艦艦首的一門105毫米速射炮的炮彈首先命中了吉野艦的側舷，正中了一門120毫米速射炮，造成了這門速射炮損壞，5名日軍死亡，3人受重傷。
剛剛首開紀錄的威遠號上面的北洋水師官兵還在歡呼，就馬上被一發炮彈打斷了歡呼聲！威遠號左舷被浪速號的150毫米速射炮的炮彈擊中，不但引起了大火，也使威遠艦的左舷開始滲水，雖然威遠艦的官兵撲滅了大火，但是威遠艦已經滲水嚴重，發生了傾斜，基本失去了戰鬥力，退出了戰鬥。
福無雙至禍不單行，不久福建船政局自制炮艦廣乙也被吉野艦的艦炮連續擊中，船身傾斜，於是退出戰鬥。
方伯謙一看己方兩艘軍艦的情況，長長嘆了一口氣，命令廣乙和威遠向海岸方向撤退，而方伯謙則指揮濟遠艦繼續向日艦開炮！
濟遠艦以一敵三，雖然也擊中日艦多發炮彈，但是濟遠艦自己中的炮彈更多，船上傷亡20餘人，方伯謙看到廣乙和威遠已經沒有了身影，就下令濟遠艦向西撤退，並且邊撤邊用艦尾150毫米的艦炮繼續向追擊的日艦開炮。
讓方伯謙鬱悶萬分的是，在撤退中，竟然遇到了載有增援朝鮮的1000多淮軍精銳的高升號商輪，和滿載軍械物資餉銀的北洋水師通訊艦操江艦駛來。
日軍三艦見高升號與操江艦，立即以浪速艦攔截高升號，並命令高升號停船接受日軍檢查。以秋津洲艦攔截操江艦，同樣要求操江號停船接受日軍檢查。
其實日軍早就通過大清國內的日本間諜，知道了運送清朝1000多淮軍精銳的高升號，和運送軍械物資餉銀的操江號。
日本聯合艦隊的第一遊擊3艘日艦，同樣也接到了尋找高升號和操江號的命令。並且日本聯合艦隊司令官伊東佑亨下了命令，如果遇到高升號和操江號，兩艦不肯投降，可以擊沉兩艦。
濟遠艦方伯謙看到這種情況，騎虎難下，自己如果繼續撤退，航速慢的高升號和操江號必難以逃脫。而自己如果指揮濟遠艦再次迎戰日本的3艘軍艦，自己的濟遠艦必難逃船沉人亡的結果。