接着，一门门254毫米主炮对准了松岛号，密集的弹雨不断地射向松岛，仅仅一分钟，松岛号就被命中了1枚254毫米炮弹和3发152毫米炮弹，松岛号的前甲板已经基本上被炮弹洗干净了。
最后还是从定远号打出的一发高爆榴弹命中了松岛号的弹药库，才最终终结了这艘日本联合舰队的旗舰。旗舰的沉没对于日本联合舰队残部的打击是显而易见的。失去统一指挥的联合舰队战舰们只能各自为战了。
半个小时后，三景舰的最后一艘严岛号和比睿号巡洋舰遭到北洋鱼雷艇队的福龙、左一、右二、右三的持续雷击，被命中多发鱼雷，最后都沉入海底喂鱼了。
而西京丸号则就更倒霉了，被随后赶来的平远号和广乙号实施了跳帮战术，日本海军军令部长桦山资纪以下263人被俘。
当看到西京丸号挂起清国国旗时，已经千疮百孔的扶桑号铁甲舰上面的水兵们都知道，联合舰队完了，于是便找到赤诚号，狼狈不堪地逃走了。
虽然平远号和广乙号试图追击，但是炮弹命中率都不高，最后只得停止追击。这也宣告着举世瞩目的大东沟海战的结束。
当平远号和广乙号以及西京丸号回来后，北洋各舰的将士们纷纷鸣炮，庆祝这场伟大的胜利。北洋海军以损失经远号、超勇号和靖远号失去动力，伤亡350人的代价，取得了击沉日本联合舰队吉野号、秋津洲号、松岛号、桥立号、严岛号、比睿号，俘虏西京丸号，毙伤日军2300人，俘虏263人的辉煌胜利，将黄海的制海权牢牢地握在了手中。这场人类历史上第一次蒸汽机铁甲舰队的决战，以北洋海军的辉煌胜利而告终。