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而此時的日本海軍聯合艦隊即將進入射程，中國海軍聯合艦隊的戰斗隊形調整讓日本軍艦大吃一驚，東鄉平八郞還沒有接到電報，因為中國和俄國同時發布的停戰條約讓日本內閣慌亂了起來。而海軍海軍大臣山本權兵衛甚至被這個消息給氣得昏迷了過去，日本明治天皇立即召開會議商討接下來的解決辦法，而美國特使也要求求見日本首相桂太郎，英國人也立即求見桂太郎，總之日本國內一片嘩然，來不及通知東鄉平八郞。作為日本海軍前進指揮基地，由于昨天中午遭到了炮擊并引燃了燃料，使得大火劇烈燃燒起來，而大火甚至于燃燒到了今天（6號），佐世保海軍基地指揮部也受到影響。
這一切意外讓東鄉平八郞只能依靠著直覺來判斷，他猶豫起來，很顯然，現在是日本和俄國海軍最弱的時候，螳螂捕蟬黃雀在后，中國人的突然出現讓疲兵日俄全都感覺到了一陣絕望。
“中國人在干什么？”東鄉平八郞憤怒道，他隨即下令給中國海軍發出旗語（來不及發電），要求中國海軍調轉槍口對俄軍進行圍剿。
但是中國人沒有理會他們。
10公里。
雙方進入對方主炮射程。
9公里。
雙方進入對方艦炮射程。
東鄉平八郞感覺到不對了，因為中*艦已經完全搶好了t字頭，并且將大炮對準了他們。
“撤退！立即撤退！不要再管俄國人了，不要再追擊俄國人了！”東鄉平八郞敏感地高聲大喊道。
“轟！”
“轟！”
“轟！”
中國海軍聯合艦隊正式對日本海軍聯合艦隊不宣而戰，中國對日本的不宣而戰，也正是從這里開始的。
12:22分，日軍磐手號裝甲巡洋艦被擊中，側裝甲撕開了一條大口子，大量的海水涌入，導致磐手號裝甲巡洋艦開始傾覆，最終經過一個小時的拯救與努力，磐手號裝甲巡洋艦還是沉入海中。
12:34分，日軍霰號驅逐艦和曉號驅逐艦被擊沉。
12:43分，日軍富士號戰列艦被多發炮彈擊中，并導致蒸汽機發生爆炸，艦船失去動力，成為海上的靶船。中國艦隊要求富士號戰列艦立即投降，卻遭到拒絕，而富士號戰列艦的305還雙聯主炮發精準地擊中了海籌號巡洋艦，不到十分鐘的時間內，排水量僅為2000噸的海籌號巡洋艦在熊熊大火中沉入海底。
此時，魚雷艇則開始圍繞著不能移動的富士號戰列艦進行攻擊，但富士號戰列艦上的強大火力再一次讓中國海軍吃了虧，排水量僅為90噸的張字號魚雷艇被日軍的副炮擊中船尾，隨后張字號魚雷艇開始灌入海水。魚雷艇上的海軍士兵無奈只能打開瞄著富士號戰列艦方向將四枚魚雷全部發射過去，隨后跳上救生艇，不過這四枚魚雷沒有一發命中。中國海軍甲六號魚雷艇不幸被直接擊沉，引發爆炸沉入海中。
不過，富士號戰列艦好運也到頭了，因為更多的魚雷艇開始對著頭沒有還手之力的海鯊進行獵捕和圍剿了。
12:59分，日軍富士號戰列艦再一次被六枚魚雷擊沉，歷經30分鐘的自救和燃燒之后還是沉入海底。日本水兵紛紛跳入海水之中等待救援，但是路過的中國魚雷艇士兵并沒有理會他們，反而開槍射擊，以報當年甲午海戰中日本海軍士兵射擊落入水中的中國海軍士兵的仇恨。日本人非常惱怒，但是此時的日本再也沒有太大的能力了，盡管他們航速依舊保持著告訴，但是不少艦炮已經彈藥告罄，不得不使用副炮進行還擊。
13:08分，在戰場外圍的日軍雷號驅逐艦被擊傷，在退出戰場的時候遭到中國海軍魚雷艇的魚雷攻擊，很快便沉入海底。
13:27分，日軍最先進的軍艦日進號裝甲巡洋艦受傷，退出戰場。不過日進號裝甲巡洋艦并沒有逃脫厄運，因為他們發現俄國海軍太平洋第二艦隊的幾艘破船繞了一個圈之后，截住了日軍的退路。
是的，盡管俄國人固執愚蠢，可是此時他們明白，想要戰勝日本，想要獲得戰勝勝利，就一定要戰勝日本海軍。現在是最好的時刻，現在也是唯一的時刻，一旦被日本人逃脫，俄國人將會成為被打擊的對象。不管俄國海軍還是中國海軍，他們的艦船都是俄國艦船，普遍比日本軍艦航速慢。
當中日海軍相互交戰的時候，俄國人繞了一個圈，攔截住了日本海軍。
如果東鄉平八郞不是那么的過于自信狂妄，如果東鄉平八郞能夠早日接到電報，如果東鄉平八郞早一點分析出來中國政府的態度轉變，那么這場海戰或許就沒有接下來的翻轉了，歷史上著名的對馬海戰也不會成為日本的隕落之戰。
日進號裝甲巡洋艦并不知道俄國人只有幾發彈藥的事情，日本人考慮了幾分鐘之后，選擇了想俄國人投降。俄國人信心大增，日本人大驚失色。東鄉平八郞面如死灰，立即下令全軍向東撤退，從中國與俄國艦隊的空隙之中快速穿插過去，一定要逃出生天。其實如果日本人此時沒有驚慌失措就會發現，俄*艦甚至在發射訓練單，只看到白煙升起卻沒有任何爆炸產生——俄軍彈藥告罄了。
13:38分，日本海軍聯合艦隊終于調整好了隊形，開始進行穿插并對中俄海軍實施還擊。
日本人的精準炮擊擊中了前來阻攔的中國海軍飛狐號驅逐艦、飛熊號驅逐艦，這兩艘軍艦很快被擊沉，其余中*艦均受到不同損失，飛天號驅逐艦受傷退出戰場，然而大大延遲了日軍逃走的速度
13:49分，中國海軍海魂號巡洋艦被日軍敷島號戰列艦主炮擊中甲板，并引爆甲板上的彈藥，海魂號巡洋艦頓時發生了爆炸，并不堅固的船體開裂滲水，海魂號無奈退出戰場。但是在二十七分鐘之后，海魂號巡洋艦還是沉入海底，船員得到后方艦船的救援得以幸免于難。
14:12分，日軍音羽號巡洋艦被擊傷，退出戰場向佐世保海軍基地開去，但遭到俄國海軍圍攻，音羽號巡洋艦艦長堅決不投降，最終全殲沖向了俄國海軍蘇沃洛夫公爵號戰列艦，妄圖效仿甲午海戰時候的中國海軍鄧世昌率領的致遠號鐵甲艦。當然，他們的命運也和鄧世昌非常相似，最終被蘇沃洛夫公爵號上的魚雷擊沉。