飛的一架偵察機發現了日本艦隊蹤跡，於是立即向東海艦隊司令部報告。很快這條情報轉達給了正在執行巡邏任務的陳復所在艦隊。
陳復已經從東海艦隊司令部內部獲得了日本聯合艦隊主力艦全部被消滅的訊息，因此對於日本殘餘艦隻根本不放在眼裡，立功心切的他立即率領五艘重巡洋艦直撲日艦隊方向而去。
上午8點13分，速度較快的羨芙號前出至彭家嶼以南搜尋，另外四艘重巡洋艦正以30千米的間隙呈扇形向南搜尋前進。
上午8點時2o分，較突前的鳳紜號在右舷前方發現一縷煙技，艦長判斷是一艘受傷日艦對馬號。陳復大喜過望，對付一艘輕巡洋艦。他很有把握。但20分鐘後，偵查傳來令人震驚的訊息：至少有兩艘裝甲巡洋艦在一起。
林以頌在心中把雙方的實力進行了一番對比：瓜生外吉的常磐艦和吾妻艦都是1899年建造的新式裝甲巡洋艦，裝4門210毫米和6門150毫米火炮，而己方的五艘重巡洋艦都是俘獲自俄國海軍的大型裝甲巡洋艦，始建於1895年以後，裝有4門234毫米火炮和16門152毫米火炮，火炮口徑雖大但射程、射速和瞄準xìng能均遠遜於日艦。更糟的是陳復所在的重巡洋艦分隊上的艦員大多是技術生疏、缺乏經驗的義務兵和士官生。
陳復權衡一番，覺得沒有把握攻擊日艦，他滿可以向南撤退，待與林以頌的戰列巡洋艦分隊會合後再與瓜生外吉一搏。但陳復不願帶上臨陣脫逃的罪名而辱沒中華帝國皇家海軍的聲譽，更擔心一旦丟失目標再難找到瓜生外吉。考慮到帝國海軍能進行全球快速部署，所以只要能將敵艦的戰鬥力大大削弱，即使犧牲自己，後續趕到的主力艦隊也能輕易地找到並殲滅這些無所依託的敵人。
陳復率艦隊先向東行駛以靠近日艦，在9點左右收攏扇形編隊，一齊向旗艦羨芙號集中，9點17分集結成縱隊，由羨芙號領軍，然後向南轉向與日艦航線近似平行。
巧合的是，瓜生外吉對在此時此地遇上一支中華帝國艦隊也吃驚不小，但他的位置較為有利，而且已列好戰鬥縱隊，由前向後分別是常磐艦、吾妻艦、笠置艦、千歲艦、對馬艦、阿蘇艦、宗谷艦，津軽艦號則位於50多千米外的北方，正匆匆歸隊。
9點20分，瓜生外吉命令日艦隊向西南方向行駛。8分鐘後將航向向南調整與陳復艦隊並行。
9時31分，陳復將航速提至17節，並向遙遠的林以頌旗艦隋文帝號戰巡發電：“我將攻擊敵艦，請迅速支援。”
此時太陽並不高，仍在海平面上，陽光將日艦的炮手刺得眼花繚亂，光線對陳復艦隊有利，可惜雙方相距15000米，都在對方射程之外。
9時55分，情況逆轉，雙方戰術隊形調整後，餘輝將陳復艦隊各艦的身影清晰地映在海平線上，而日艦卻隱沒在背對陽光中。
陳復一不做二不休，於10點整帶隊向東南方向疾駛以期迅速縮短雙方距離並用近戰與瓜生外吉一搏。
10點3o分，雙方相距1130o米，瓜生外吉命令用210毫米主炮向中華帝國戰艦開火，吾妻號與常磬號分別對付羨芙號和鳳紜號，另外馨玥號、馨彤號、雨羲號則同其他六艘日本輕巡洋艦對陣。
5分鐘後陳復下令五艘重巡洋艦還擊。陳復事後在一份簡報中寫道：“風浪從艦艏襲來……觀察與測距都嚴重受阻。因為海浪直撲艦橋，中部甲板上的150毫米地幾乎無法瞄準目標。”
陳復這邊尚且如此，瓜生外吉那邊的情況就更糟了，他只有8門210毫米火炮能夠得著陳復艦隊。
不過，瓜生外吉占據著優勢，他的艦隊在背光一側。這樣一來，陳復艦隊五艘重巡洋艦的火力雖然很猛，戰艦的火炮向東瞄準，而強勁的東南風