1894年9月17日大东沟海战中，吉野艦作为日军游击编队领舰，率巡洋舰高千穗、秋津洲、浪速冲击北洋水师舰列横队之右翼，重创超勇、扬威二舰。稍后，吉野为夹击北洋水师而带队从致远舰正面通过，遭致远舰以战术突击，但是由于大火（也有可能引爆了自带的鱼雷），致远爆炸沉没。 随后，以吉野艦为首的游击编队攻击并击沉了经远舰，还使来远舰严重受创。吉野艦在大东沟海战中没有遭打大的损伤。之后，吉野艦还参加了掩护旅顺登陆，围困威海卫，以及对台湾的接收作战行动。