0門四管機關炮、4門10管格林炮，以及4具356毫米魚雷發射管。
7時45分，第一遊擊隊靠近濟遠艦、廣乙艦和威遠艦，吉野艦艦長坪井航三下戰鬥命令：“諸君，為了大日本帝國！為了天皇陛下！向大清的軍艦——開炮！”第一遊擊隊旗艦吉野號首先開炮，隨即秋津洲號和浪速號也向北洋水師的軍艦開炮。
而北洋水師這邊的濟遠艦，排水量2440噸，艦長71。93米、寬10。36米、吃水5。18米，最大載煤400噸，動力為2座蒸汽機，4座圓式燃煤鍋爐，雙軸推進，主機功率2800匹馬力，航速16。5節。
水線穹甲由25毫米到50毫米鐵質裝甲層複合而成，主炮露炮臺裝甲厚254毫米，炮罩及司令塔裝甲厚38毫米。裝備了雙聯裝210毫米克虜伯前主炮1座，克虜伯150毫米後主炮1門，47毫米哈乞開斯單管速射炮2門，37毫米哈乞開斯單管炮9門、金陵機器局造銅炮4門、500毫米魚雷發射管4具。
廣乙艦，排水量1000噸，船長71。63米、寬8。23米、吃水3。96米，航速16。5節。裝備了虜伯120毫米炮3門，47毫米哈乞開斯速射炮4門，37毫米5管哈乞開斯機關炮4門，600毫米魚雷發射管4具。
木殼訓練艦排水量1250噸的威遠號，航速16節，只有新安裝的4門105毫米速射炮。
除了濟遠艦還有些戰鬥力和日軍3艘軍艦一拼，廣乙和威遠兩艦相比3艘日艦卻顯得十分弱小。
方伯謙看到日本軍艦向自己開炮，馬上命令道：“各艦開炮還擊，集中炮火先打吉野號！”然後方伯謙猶豫了一下又命令道：“用電臺給威海衛發報，告訴提督大人，我濟遠、廣乙、威遠3艦在豐島海域遭遇日本海軍吉野、浪速、秋津洲3艦，日本軍艦不宣而戰，向我3艦開炮！雖敵我力量懸殊，但吾決議迎戰日艦，不墜我北洋水師之名頭！”
林大鑫從現代時空運來的電臺都是短波電臺，豐島海域距離威海衛也不算近，方伯謙也不知道威海衛的提督府能不能收到自己的電報。就是收到了電報，也應該來不及派援軍，方伯謙只是盡人事聽天命而已。
但是方伯謙在從威海衛出發的時候，林大鑫找到他，說如果在海上遇到日艦偷襲，一定要用電臺給威海衛發電報，不要管距離！林大鑫告訴方伯謙，很可能出現奇蹟！所以方伯謙猶豫了一下，還是給威海衛發了電報！
方伯謙下完命令後，3艘北洋水師的軍艦隨後還擊，向日本3艘軍艦開炮！
北洋水師3艘軍艦與日本聯合艦隊第一遊擊隊展開激烈炮戰。
日本軍艦在噸位、火炮、時速方面，較北洋水師的3艘軍艦佔較大優勢。但是首先命中目標的確是北洋水師的木殼訓練艦威遠號，威遠艦艦首的一門105毫米速射炮的炮彈首先命中了吉野艦的側舷，正中了一門120毫米速射炮，造成了這門速射炮損壞，5名日軍死亡，3人受重傷。
剛剛首開紀錄的威遠號上面的北洋水師官兵還在歡呼，就馬上被一發炮彈打斷了歡呼聲！威遠號左舷被浪速號的150毫米速射炮的炮彈擊中，不但引起了大火，也使威遠艦的左舷開始滲水，雖然威遠艦的官兵撲滅了大火，但是威遠艦已經滲水嚴重，發生了傾斜，基本失去了戰鬥力，退出了戰鬥。
福無雙至禍不單行，不久福建船政局自制炮艦廣乙也被吉野艦的艦炮連續擊中，船身傾斜，於是退出戰鬥。
方伯謙一看己方兩艘軍艦的情況，長長嘆了一口氣，命令廣乙和威遠向海岸方向撤退，而方伯謙則指揮濟遠艦繼續向日艦開炮！
濟遠艦以一敵三，雖然也擊中日艦多發炮彈，但是濟遠艦自己中的炮彈更多，船上傷亡20餘人，方伯謙看到廣乙和