下午1時13分，一聲炮響宣告了這場海戰的第二階段。
南洋海軍的楚雄、楚泰、龍威、定海、濟海趕到了戰場，在路上，南洋艦隊還遇到了正在逃跑的比睿艦，而陳英考慮到前方海戰戰事激烈焦灼，而廣清、廣濟、廣武三艘戰艦戰力有限，參加這樣大型海戰，恐怕也無能為力，於是就讓他們先去堵截比睿號。
對於這樣撿來的軍功，粵洋駐朝鮮艦隊總兵兼廣濟號管帶林承謨自然不會拒絕，連忙表示一旦解決完這艘軍艦就前去幫忙。
而陳英也沒有拒絕，對方兵力未知，雖然這三艘船都只是包裹鐵甲的木殼船，但噸位和火炮擺在那裡呢，三艘戰艦加起來也是6000噸的排水量，而且粵洋水師受南洋影響較大，船隻和兵員都是南洋代為幫辦的，儘管現在的兩廣總督是北洋的人，但水師基本都還是更願意聽南洋的。
三艘戰艦上的190mm法式艦炮和魚雷足夠給殘破不堪的比睿號送下海餵魚了。
南洋艦隊在到場後，定海艦立即上前攔住了吉野艦，開始跟吉野打擂臺，而濟海艦則去攔住秋津洲和八島。
楚雄艦率領楚泰、龍威兩艦前往支援經遠艦，緩解北洋水師左翼壓力。
而日本在看見南洋艦隊的到來，瞬間慌了神，伊東祐亨在第一時間就打出了撤退的旗語，松島號開始率領日本本隊脫離戰場，但卻不料在轉彎時遭遇了楚雄編隊，此時的楚雄編隊被日本本隊夾在中間，但陳英卻絲毫不慌，立即做出反應，率領著楚雄等艦對正在轉彎中的松島等艦開炮。
三艘戰艦中最先取得成果的是龍威號，或許是造化弄人，龍威號的260mm主炮正好打中松島號的艦艏，威力巨大的炮彈將前甲板打出一個大洞
2時23分，龍威號主炮再次擊中松島號，炮彈打穿左舷中央魚雷室的上部，在大檣下部爆炸，打死左舷魚雷發射員二隻、損管隊員一隻，打傷軍官一隻。
而楚雄和楚泰兩艦也不甘示弱，紛紛取得成績，楚雄號的270mm艦炮命中松島號艦艏，破壞了松島號的320mm巨炮，隨後又有幾十發炮彈落在了其他幾艘戰艦上。
千代田號的艦體中部被破開一個大洞，但是並沒有損傷到動力艙和水線，因此並無大礙。
前半截本隊脫離較快，等完成轉向之後，也開始反擊，掩護後半截本隊脫離。
但後半截本隊完全被南洋和北洋艦隊包圍，最終，較為老舊的金剛號決定撞擊濟遠艦，來為其他三艘軍艦開路，而筑紫號撞擊巡洋艦也跟隨金剛號行動，扶桑壓後陣，四艘戰艦均釋放魚雷。
然而，金剛號還真挑到了軟柿子，濟遠艦現在的狀態就是一個典型的王朝末年軍隊，只能打順風仗，在定遠和經遠的保護下，尚且還有一戰之力，但面對不怕死的金剛，濟遠艦就慌了。
方伯謙立即下令躲避，最終致使濟遠、經遠兩艦相撞，濟遠艦艦艏變形，經遠艦本就已經搖搖欲墜的前段裝甲帶也被濟遠艦撞開。
兩艦被困住時，金剛號的魚雷成功擊中濟遠號尾部，來自高雄號的兩顆魚雷則擊中經遠號，直接導致經遠號右舷前部裝甲帶剝落，艦體進水。
最後，筑紫號的撞角刺進濟遠號船體中後部，在脫離後，又向濟遠號發射兩顆魚雷，最終導致濟遠號沉沒。
但在這場混戰中，扶桑號鐵甲艦也被來自經遠號的一顆魚雷擊中，但由於魚雷年代過久，最終未能引爆。
經遠隨後又捱了扶桑號的兩顆魚雷，扶桑這是冒著巨大風險貼近釋放的，所以精準度極高，三隻魚雷命中兩隻，成功破壞經遠號動力艙。
面對這一系列變故，周圍的北洋艦隊卻也無能為力，北洋艦隊的炮彈數量較少，在上午12時24分，所有戰艦的速射炮炮彈就已經耗盡，只能依靠主炮和其他小炮還擊。
而松島、嚴島、千代田三艦冒著重傷的代價，成功拖住了能夠參與追擊的楚雄編隊。
下午3時38分，日本本隊準備脫離戰場，北洋艦隊由於缺乏彈藥，在南洋艦隊加入戰場後，就逐漸停止了炮擊，開始對濟遠、經遠、致遠、靖遠進行救援。
而南洋艦隊本來準備派出定海、濟海兩艦進行遊擊追擊，在路上有遇到了粵洋艦隊，在三艘粵艦的幫助下，成功將日本艦隊末尾的金剛號和筑紫號截住。
但金剛號和筑紫號的臨死反撲竟然將廣濟、廣清、廣武三艦全部擊傷，而廣武號管帶吳敬榮，又像另一個時空那樣，表演了一手逃跑的技術，導致筑紫號得以接近廣濟號，併成功將廣濟號撞成重傷。
而廣清號則被金剛號上的主炮擊中，前段破口，導致戰艦進水。
而定海號在發現粵洋艦隊的糟糕表現之後，也只好放棄與遊擊艦隊對峙，過來進行救援。
而日本遊擊艦隊最終也放棄了這兩艘戰艦，在進行了幾次騷擾之後，就離開了戰場。
本就傷痕累累的金剛號自然很快就被定海號降伏，但已經做好自殺準備的筑紫號卻直接衝向廣清號，同時向廣濟號發射魚雷，儘管魚雷沒炸，但廣濟和廣清本就是重傷。
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