在致远舰沉没之后，紧随在致远舰之后的“经远”舰继续迎战“吉野”，也中弹起火，管带林永升、大副陈策阵亡，随后舰也被击沉，250余名官兵殉难。
“济远”管带方伯谦、“广甲”管带吴敬荣，贪生怕死，临阵脱逃。“靖远”、“来远”因中弹过多，退出战斗，避至大鹿岛附近紧急修补损坏的机器。
到了这时，北洋舰队已经被重创，除了定远镇远两艘铁甲舰仍然奋战之外，其他的军舰都受到了不同程度的损伤或退出战斗，或被击沉或者临阵脱逃。
而在北洋巡洋舰队遭到重创的时候，两艘铁甲舰就好像两只骑着战马的勇士一样，在日本舰队的围攻下左冲右突，如入无人之境。
“定远”、“镇远”两舰顽强抵抗着日舰本队的围攻，虽中弹甚多，几次起火，全体官兵仍然坚持奋战，重创敌旗舰“松岛”，打死打伤炮台指挥官海军大尉志摩清直以下100多人。
日本十几艘战舰围着定远和镇远两艘铁甲舰不停的轰击，虽然他们两艘铁甲舰中弹近200枚，但是两艘铁甲舰巍然不动，让日本司令官都觉得这两艘铁甲舰是不可击沉的。
说到这里，咱们就说一说定远舰，镇远舰两艘铁甲舰的防御。它们的防护形式采用中央铁甲堡。铁甲堡长度43.5米，铁甲堡厚度305~355毫米，艏尾部分水平方向的装甲甲板厚76毫米，305毫米炮主炮台围壁厚305毫米，装甲司令塔防护装甲厚8英寸。
虽然日本巡洋舰速度快，但是其装备的小口径火炮，完全对定远舰和镇远舰的超厚装甲没有半点办法。
“靖远”、“来远”两舰起先因为中弹过多，暂且退出战斗，到大鹿岛附近修补损坏的机器后，重新投入了战斗。“镇远”舰的三十公分大炮连续击中日军旗舰“松岛”号两次，“松岛”号甲板四号炮塔中弹后，引发了炸药，发生大爆炸，“松岛”号船轴倾斜五度，火灾大作，遭到重创。
除了“松岛”号，日军联合舰队的“比睿”、“吉野号”、“赤城”、“西京丸”、“扶桑”等舰也遭受了重创。舰队指挥伊东佑亨望见北洋舰队又重新集结，此时天色也渐暗，同时他也对北洋舰队的两艘铁甲舰产生了畏惧，害怕继续战斗下去，会使日本联合舰队损失更为惨重，便于下午五点半左右下令日军舰队撤出战场。
说起来这场大战双方可以说是势均力敌，北洋海军并没有处于绝对的劣势。
这次海战的结果，北洋水师舰队损失了致远、经远、超勇、扬威、广甲五艘军舰，其中广甲号临阵逃离了战场后触礁，几天后自毁；死伤官兵千余人。日本舰队的松岛、吉野、比睿、赤城、西京丸五艘舰艇也受了重创，死伤将士六百余人。
因为北洋的定远舰和镇远舰，只要稍事休整就能继续作战，这样算下来，日本在主力舰上仍然是处于劣势的。
北洋水师拖着浓浓的黑烟，艰辛跋涉的回到了威海卫之后，这场大战的消息才在清国的朝野传开。
李鸿章得到消息之后，差点一口老血喷了出来，自己苦心经营了几十年的北洋水师，竟然损失如此严重。
到了现在北洋水师恐怕已经不堪一战了，因为现在所有的军舰几乎都带着伤。
在这种情况下只有两个办法来恢复战斗力，第1个就是立刻维修船只。
但是北洋虽然有一些小的造船厂，但是相对于定远舰和镇远舰的吨位来说，这些船厂还不足以维修这样大的铁甲舰。
不过好在李鸿章已经听说，刘海的上海造船厂能够维修这样庞大的战舰，于是当天就像刘海发了电报，请求让北洋水师南下进行维护。
刘海接到电报之后马上就同意了，虽然他不准备立刻就开战，但是能够加强北洋的实力，让他们和日本再消耗一段时间，对于刘海来说也是好的。
刘海和李鸿章都没有想到他们的这个想法，竟然被朝中的许多大臣立即反对。
人家反对的理由也是十分完美的，虽然现在定远舰和镇远舰受伤，但是由于装甲雄厚，他们的伤势并不严重，这两艘战舰如果离开了北洋的驻地，那么京事就已经无险可守，日本海军就可以顺顺畅畅的从渤海进入天津，然后威胁京都。
李鸿章得到朝廷的命令让北洋水师不得妄动之后，他也有些灰心了，于是也不管其他的了，虽然现在北洋水只是对上日本海军还有一战之力，但是李鸿章现在见到朝廷都不担心我担心什么，干脆就保存实力吧。
李鸿章为了保存实力，命令舰队撤到威海港内，不准巡海迎敌，从此日本夺取了黄海的制海权。
到了这时，李鸿章几乎已经被日本人打的没有反抗之力了。
但是李鸿章还想再搏一搏，于是他向朝廷上的奏折，请求南洋水师北上同北洋水师一同保护天津附近的海域，确保在这些地方日本人不能登录。
李鸿章的这个建议，对于朝廷中那些怕死的老爷们来说，正是及时雨，于是越来越多的奏折送到了光绪皇帝和慈禧太后面前，都是同意李鸿章的建议，要求南洋水师北上。
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