沟掩护陆军登陆的北洋舰队主力。双方随即展开交战。千代田依然隶属于本队，主要与北洋舰队主力交战，对北洋军舰造成一定损伤。15:20，战场上双方舰队已经分为两部分各自为战，本队松岛、千代田、严岛、桥立、扶桑与北洋定远、镇远二舰交战，第一游击队4舰则围攻伤重的靖远、来远。战斗中松岛受到一发大口径炮弹命中起火丧失作战与指挥能力，16:10前后挂起“各自作战”的信号旗，本队向东南方向退去。临近日落时，伊东为免夜战中遭到清军鱼雷艇袭击，下令撤退。黄海海战后，伊东认为北洋舰队可能返回威海卫，于是准备18日率队前往威海