В этот момент адмирал Ито перехватил инициативу и двенадцатидюймовки его больших бронепалубников «Мацусима» и «Ицукусима» принялись громить китайские броненосцы, сами оставаясь вне досягаемости их выстрелов. Японцы попытались совершить маневр «палочка над «Т», который у них, хотя и получился нечетко, но позволил ввести в бой артиллерию нестрелявших бортов и поставить китайцев под невыгодный для них продольный огонь: один за другим пошли ко дну два небронированных китайских крейсера, а затем удалось сильно повредить бронепалубники «Цзиньюань» и «Лайюань». На броненосце «Цженьюань» начался пожар, который удалось предотвратить только самопожертвованием старшего офицера, бросившегося в пламя и подавшему воду в погреба боезапаса, иначе неминуемо произошел бы взрыв, уничтоживший броненосец. Стоит сказать, что и на японской эскадре было много случаев самопожертвования личного состава для спасения кораблей.
В результате боя броненосцы «Чжэньюань» и «Динюань» стали отходить к югу, надеясь укрыться в одной из бухт, отход прикрывал бронепалубный «Цзиньюань», второй бронепалубник «Лайюань» получил две пробоины ниже ватерлинии и был вынужден выбросится на прибрежную отмель. Чудеса храбрости показала бронированная китайская канлодка «Пинюань», которая из-за слабого хода отстала от своих сил и отстреливалась от японских бронепалубников, пока не кончились боеприпасы, после чего, открыв кингстоны, затонула со всем экипажем, спаслось около десятка матросов, все офицеры предпочли погибнуть вместе с кораблем. Китайские броненосцы и сопровождавший их бронепалубник добрались до Мозампо, где интернировались.
Японцам сдались все остальные корабли, за исключением двух потопленных и одного выбросившегося на мель крейсера, причем почти все командиры китайских кораблей покончили жизнь самоубийством, приняв яд. Японские потери составили один бронепалубный крейсер, кроме того «Фусо» оказался настолько сильно поврежден, что адмирал Ито принял решение затопить его, сняв команду, так как старый корабль грозил перевернуться. Существенные повреждения были нанесены китайскими крупнокалиберными снарядами обоим британским «подаркам», причем один их них имел пробоину в броне чуть-чуть выше ватерлинии – на фут-два ниже и он был бы сейчас на дне, на другом была повреждена артиллерия из-за взрыва китайских «гостинцев» в казематной батарее, где сдетонировали снаряды. Адмирал Ито рассчитывал на более легкую победу (в реальности японцы не потеряли ни одного корабля), поэтому особенно надеяться на награды не приходилось: его эскадра была существенно потрепана и половина кораблей нуждалась в ремонте. Тем не менее, задачу он выполнял: Бэйянский флот уничтожен и теперь ничто не могло помешать проводке транспортов с войсками.