在這樣的距離上，裝甲巡洋艦的八寸主炮對戰列艦裝甲已經構成足夠的威脅，根據豐富的演習實踐，無視這個距離上的八寸火炮射擊是不可能的，相反這兩門八寸火炮有時候比戰列艦主炮更加可怕——在同樣的時間內，八寸火炮的射速很可能會達到十二寸主炮的三到四倍，這些炮彈在這個距離上和戰列艦主炮巨彈擁有差不多的擊穿效率。
納西莫夫號巡洋艦和勝利號戰列艦的情況差不多，它們試圖扭轉戰局的努力同樣得不到俄國艦隊的其他戰艦的有力配合，而納西莫夫號巡洋艦在中國海軍官兵眼中其火力也就相當於龍威級巡洋艦的火力，即便到時候抓住戰機可以調整艦體姿態使用後主炮，其威脅還沒有大到不可收拾的地步。
中國海軍主力已經齊聚這片海域，鄧世昌率領第一艦隊在獲得擊沉敵艦隊旗艦博羅第諾號的戰果之後，沒有太多的戀戰冒險獲得更大的戰果，在他眼中目前最重要的是將這四艘戰列艦儘可能和藍建樞的艦隊會合保存實力。所以第一艦隊改變了航向畫弧線從俄國艦隊的右側走條彎路，如果一切順利的話，可以和正在衝鋒中的藍建樞艦隊會合繼續圍殲俄國艦隊。
因爲俄國艦隊的戰艦缺乏保養，航速普遍都很慢，不要說和第一艦隊的戰列艦相比，就是俄國艦隊的裝甲巡洋艦最大航速也不過才十五節左右。楊用霖指揮貴州號放棄了對後面勝利號的攻擊，而選擇了對旗艦威脅更大的納西莫夫號——鄧世昌雖然沒有發任何命令給楊用霖，但是此時楊用霖卻可以很好的領會鄧世昌的用意，在這個時候不是擊沉多少戰艦的問題，而是儘快的脫身和藍建樞的主力合流，到時候集中更多的火炮照樣可以完成圍殲俄國艦隊的任務。
還沒有等楊用霖指揮貴州號向納西莫夫號射擊，對面不遠處已經失去作戰能力的亞歷山大三世號戰列艦艦體發生了劇烈的爆炸，從後主炮塔的位置開始，整個艦體在沉悶的爆炸聲中斷裂，很快的便消失在大海中——雲南號的一次齊射擊穿了亞歷山大三世號的彈藥倉部位的舷側裝甲帶，本來這枚炮彈並沒有引爆彈藥，但是卻將艦體內部正忙於滅火的損管人員大量殺傷，並且震斷了滅火用的管路，這使得本就非常嚴重的艦體內部火災更加肆無忌憚，最終燒到了彈藥倉，步了博羅第諾號的後塵，被大火引爆彈藥倉從而使得整個戰艦變得無法收拾最終短時間沉沒。
勝利號戰列艦在看到亞歷山大三世號沉沒的景象後，立刻放棄了衝撞行動，轉而調整航向準備外逃——勝利號的指揮官被嚇倒了！不過在解決亞歷山大三世號之後，雲南號卻沒有放過這個趁火打劫妄圖改變戰局的傢伙，只需要微微調整炮塔，每個主炮塔都有一門主炮進行試射，隨即根據試射結果將校定數據調整炮塔方位，再次進行試射……因爲是近距離炮擊，數輪半齊射試射過後形成跨射，雲南號的兩座主炮塔便立刻開始了對勝利號的第一輪齊射！
勝利號戰列艦是屬於佩列斯維特級戰列艦，這艘十年前建造的俄國戰列艦其主炮是兩座首尾佈置的二百五十四毫米雙連裝主炮塔，而並非是三百零五毫米主炮。這個級別的戰列艦俄國總共建造了三艘，除了二號艦奧斯利比亞號還在波羅的海艦隊服役沒有到遠東來之外，一號艦佩列維斯特號正在受到北洋號和北京號的猛烈攻擊。
在貴州號加入對佩列維斯特號和納西莫夫號組合的攻擊後，在第三輪炮擊時便命中了一發三百零五毫米巨彈。服役快二十年的納西莫夫號哪裡經得住這種折騰，僅僅命中一發戰列艦主炮炮彈便打壞了其舵機，而先前貴州號上的七門六寸火炮也曾多次命中其戰艦上層建築引發了局部火災，這艘裝甲巡洋艦在貴州號參加戰鬥後不到六分鐘便被迫改變航向和勝利號打着一樣的心思外逃了。
看到第一艦隊的四艘戰列艦如此“生猛”，俄國太平艦隊的“第二任”司令官烏赫託姆斯基少將立刻命令佩列維斯特號轉向外逃。只是已經沒有後顧之憂的鄧世昌和楊用霖集中三艘戰列艦的火力向佩列維斯特號開火，兩者相距不到四公里，北洋、北京和貴州三艦隻進行了三次齊射便有兩枚主炮炮彈命中它，而在這個距離上膽小如鼠的烏赫託姆斯基根本沒有意識到戰艦轉向逃跑是多麼危險的一件事，他完全可以打出旗號強令周圍的戰艦一起來爲他解圍的，但膽小、無能他卻偏偏選擇了轉向逃跑，這更加加速了佩列維斯特號向其海上生涯告別的速度。
每一分鐘都會有十六枚的戰列艦主炮炮彈飛臨佩列維斯特號，並且還有七門六寸火炮和八門五寸火炮以每分鐘八到九次的高速對其射擊，這樣的火力密度就算比它更強大的前旗艦博羅第諾號也沒有享受這樣的“待遇”。看到第二任旗艦周圍被炮彈激起的高高的水柱，俄國太平洋艦隊的其他戰艦已經心驚膽戰，再加上後面斜衝過來的中國海軍主力艦隊，哪裡還有人有心思拯救它們的旗艦，現在是兵敗如山倒，整個太平洋艦隊如同樹倒猢猻散，各自尋找自己的生路了。
如果說第一艦隊的火力如同是在下雨，那藍建樞的第二艦隊的火力投放力度堪稱是大暴雨了。與其接戰的俄國戰艦雖然相距還有六公里的距離，但是架不住對方的火力猛，藍建樞的第二艦隊天津級裝甲巡洋艦每一次齊射，總會至少有一發炮彈“命中”或是“誤中”俄國戰艦，作爲主要目標的彼得羅巴甫洛夫斯克號更是被一枚十二寸和一枚八寸炮彈命中，一枚將其煙囪炸斷，另外一枚則直接端掉了其一座雙連裝六寸副炮，使其艦體右側後方引起了大火。
太平洋艦隊秩序一片混亂，藍建樞艦隊強大的火力投放能力讓俄國所有的指揮官都失去了最後的信心，戰艦幾十艘戰艦大都採取了右轉，希望自己的戰友能夠拖住中國海軍，好給自己爭取回到海參崴的機會，殊不知自己的戰友也存了差不多的想法。俄國艦隊右轉和藍建樞艦隊近乎全力的逼近，使得雙方的距離在一刻鐘的時間裡也拉近到接近四公里的距離，而鄧世昌的四艘戰列艦已經可以清晰的看到藍建樞艦隊上飄揚的烈焰鳳凰旗了。
俄國太平洋艦隊此時無序化的撤退就註定其悲慘的結局，在沒有人協調指揮的情況下，這些戰艦就像一羣笨鴨子一樣，根本毫無隊形可言，而撤退時也使得它們放棄了最後的抵抗——一些戰艦因爲相距比較近，在沒有指揮的情況下各自行事，導致本來可以在撤退過程中向中國海軍艦隊開炮爲其撤退爭取時間但卻因爲友艦的阻礙無法射擊。在不到四公里的距離上，中國海軍戰艦就像一把刀子一樣，毫無阻礙的開始對俄國艦隊“點名”，憑藉其強大的火力投放能力三兩艘戰艦一組對同一目標開炮，很快又有幾個“火炬”產生。
繼任旗艦佩列維斯特號因爲烏赫託姆斯基少將的愚蠢舉動，居然在北洋、北京和貴州號的眼皮子底下轉彎，在不到十分鐘的時間內被命中至少六發三百零五毫米巨彈，前主炮塔被打爛、大檣、煙囪和上層設施開始燃起大火。不過令人驚愕的是佩列維斯特號居然到現在活得還挺不錯，依舊航速不減在完成轉彎後匆忙的向貴州號進行了幾次射擊撤退，這不能不說佩列維斯特號要比其前人博羅第諾號命要硬上不少，換作任何一艘戰艦在命中六發主炮炮彈後就算不被打沉至少航速也會慢下來。
由於航速之間的差異和爲了及時支援正在處於苦戰當中的第一艦隊，六艘天津級裝甲巡洋艦走在最前面，而藍建樞率領原第一艦隊的山東號和廣州號墊底。不過廣州號和山東號並沒有沿着裝甲巡洋艦編隊開出來的航路前進，而是稍微調轉船頭左轉舵大致和俄國艦隊在不到五公里的距離上大致平行航行——俄國艦隊右轉逃跑使得鄧世昌可以劃出一個半徑更小的弧線，到時候第一艦隊在完成轉向之後可以勉強跟在廣東號和山東號的後面，組成完整形態的第一艦隊戰列艦炮擊編隊。
由於是反向而行，雲南號在不脫離戰列艦編隊的情況下與先前目標敵艦勝利號越來越遠，在只命中對方一發炮彈後，因爲命中率實在是太不理想，兼之其已經脫離前主炮塔的射界，只能用後主炮塔來進行射擊，這就使得命中率更加打了個折扣。楊用霖遂用旗號命令雲南號放棄對勝利號的進攻，轉而挑選別的目標，而在這個時候因爲北洋號和北京號已經相繼右轉彎，貴州號也開始轉彎，對敵旗艦的佩列維斯特號的打擊力度直線下降，雲南號自然將首選目標放在了它的身上。
鄧世昌的行動頗爲冒險，即便是在俄國艦隊處於混亂的狀態也是如此，只不過降低了行動的風險。正在向佩列維斯特號射擊的雲南號最終還是被波爾塔瓦號抓住機會，命中了兩發三百零五毫米巨彈。這兩發炮彈都命中了雲南號的副炮，其中一發又是一枚沒有爆炸的“臭彈”，而另外一發爆炸後誘爆了彈藥，副炮位上的八名炮位人員和附近正在滅火的十位中國海軍官兵當即身亡。
從開戰到現在，俄國艦隊發射的炮彈出現的“臭彈”現象已經爲中國海軍所注意，不僅有兩發命中要害部位的炮彈沒有爆炸，就是其大量使用的一百五十二毫米炮彈到現在打到中國海軍戰艦上沒有爆炸的也有很多，旗艦佩列維斯特號使用的二百五十四毫米炮彈命中北京號和北洋號有四發，其中有三發居然沒有爆炸，這也從側面給俄國太平洋海軍的覆滅寫了註腳。
不過命中雲南號的這枚爆炸的主炮巨彈也給雲南號造成了很大的麻煩——這枚炮彈誘爆副炮彈藥後，橫飛的彈片除了殺傷中國海軍官兵之外，還切斷了電纜，更重要的有一條機油管路也被彈片切斷。正在排水作業的電機失去電力後停止工作，這使得雲南號的右側在十五分鐘內灌進了大量的海水艦體右傾直到海軍官兵一邊修好線路，一邊給戰艦左側注水才穩定了艦體。
最爲麻煩的是誘爆彈藥使機油泄露並且引燃開始在雲南號艦體後部的艙室內發生大火，火勢一路向後主炮塔彈藥庫蔓延。屋漏偏逢夜雨，波爾塔瓦號又一輪射擊的一枚三百零五毫米巨彈擊穿了其二百三十毫米厚的水線帶裝甲，在距離後主炮塔彈藥庫不遠的地方爆炸，這次爆炸更是助長了艦體內部火勢的蔓延，四處橫飛的彈片更是殺傷了三十名海軍官兵。處於危急時刻的海軍官兵打開了注水閥門，後主炮塔停止射擊彈藥庫注水，這才避免了彈藥庫爆炸的慘劇。
雲南號受到重創，彈藥庫注水和先前受創進水使得雲南號的明顯右傾，航速下降至十三節。不過好在損管人員迅速排查線路問題，在接上電纜爲電動機提供電力後，艦內排水機恢復運轉，加上左側注水維持平衡，雲南號很快前主炮塔和右側副炮又恢復了對俄國艦隊的射擊。
在戰鬥打響後，除了炮塔炮手最爲繁忙之外，艦內損管人員維護戰艦居功甚偉，正是這些損管人員不畏炮火對戰艦破損加以簡單處理，並且擔負滅火、排查維修各種管線線路才使得戰艦受創之後還能夠維持戰鬥狀態。不過損管人員的消耗也是最大的，他們的陣亡數字很快便超過了第一線的炮手，有些損管人員爲了阻止火勢蔓延，奮不顧身，或是因爲高溫燒死，或是因爲吸入有毒氣體，甚至正在工作中被突然而至的炮彈彈片殺傷，即便如此他們也沒有後退一步，堅守在自己的工作崗位上。
雲南號和貴州號同屬於原本日本向英國維克斯公司訂購的戰列艦，由於北洋級戰列艦和天津級裝甲巡洋艦的建造，中國的鋼材產量一直處於非常緊張的狀態，遂其改裝工作僅限於對其主炮的改造，而戰艦裝甲並沒有採用中國海軍戰艦最常用的克虜伯裝甲。雖然放眼世界海軍強國，這兩艘更名爲貴州級的戰列艦絕對屬於一流戰艦，但是其火力和戰場生存能力遠不如北洋級戰列艦。戰鬥打響之後，從水線裝甲的狀態便可以看得出來——北京號和北洋號水線裝甲基本上沒有受到太大的損傷，而云南號這裡則因爲水線裝甲受創嚴重導致艦體大量進水，甚至都影響到戰艦主炮射擊。
在依次排除險情之後，雲南號勉強跟在貴州號的後面，而楊用霖也指揮貴州號放棄了對擊沉佩列維斯特號的誘惑，在通報鄧世昌之後，降低了貴州號的航速，爲雲南號保駕護航對其周圍有着巨大威脅的波爾塔瓦號戰列艦進行射擊。
在貴州號加入對波爾塔瓦號的戰鬥後，這艘看似很“囂張”的俄國戰列艦彷彿在剛纔對雲南號的射擊中的超常表現將自己的運氣揮霍一空一般，連續兩次射擊都放了空炮，第三次射擊時再次命中雲南號，不過這枚炮彈居然成爲第三枚集中要害而沒有爆炸的炮彈——這枚炮彈打進了更加危險的鍋爐艙，不過居然沒有爆炸，否則雲南號就算不沉沒也真的很危險了。
波爾塔瓦號的好運已經到頭，貴州號和雲南號三座雙連裝主炮塔集中火力開始對它展開射擊，同時所有右側副炮也不顧周圍的俄艦對波爾塔瓦號的上層建築頻頻發炮。它的大檣被打斷了一半，而艦體右側的裝甲帶上也是佈滿彈痕，側舷裝甲被打成了蜂窩，大量的海水透過這些彈孔洶涌的灌進艦體。
最終解決波爾塔瓦號的是一枚不知道從貴州號還是雲南號射出的六寸炮彈，這枚炮彈命中了其水下魚雷發射管，裡面存放的四百五十七毫米的魚雷被誘爆，爆炸直接將其水下裝甲炸了一個大窟窿，在不到一分鐘的時間內，波爾塔瓦號涌進了近千噸的海水，最終艦體向右側傾翻帶着艦上六百多名俄國海軍官兵葬身海底……