Главные силы японцев состояли из трех крейсеров типа «Мацусима», полуброненосного крейсера «Чиода», броненосца «Фусо», двух старых малого водоизмещения и одного вспомогательного крейсеров. Если сравнить число и калибр орудий, то преимущество в пушках калибра 203 — 320 мм было у китайцев — 27 против 12. Однако они сильно уступали в числе пушек среднего — 120 — 152 мм калибра. На китайских кораблях было всего 25, а на японских 84 пушки этих калибров, причем новых скорострельных против 8 китайских японцы имели 64 пушки. За время боя восемь китайских 305-мм пушек, находившихся на броненосцах, несмотря на значительный расход снарядов (197 выстрелов), не смогли противостоять многочисленной японской артиллерии среднего калибра

Что касается японских 320-мм пушек на крейсерах типа «Мацусима», то они оказались мало полезными в бою и сделали всего 13 выстрелов. Столь малая скорострельность этих трех тяжелых пушек объясняется еще и тем, что при развороте их на траверз корабль получал заметный крен в сторону противника Это затрудняло и усложняло стрельбу не только этого орудия, но и остальных пушек корабля.

А теперь вернемся непосредственно к бою. Японцы не ожидали встретить столь многочисленного противника, но тем не менее приняли решение вступить в бой. К этому стремились и китайцы. Дин Жучан, зная о плохой сплаванности своей весьма «разношерстной» эскадры, представил право командирам кораблей действовать каждому самостоятельно, по обстановке.

В отличие от него адмирал Ито принял решение выделить четыре быстроходных крейсера («летучую эскадру») для нанесения удара по флангу китайской эскадры, а сам с главными, но более тихоходными кораблями, нанести удар по центру, где находились два китайских броненосца, и связать их боем. Китайская эскадра, выстроенная в линию, точнее в полумесяц, с броненосцами «Тинг-Иен» и «Чин-Иен» в центре двинулась навстречу японцам. Справа и слева от них находились броненосные крейсера «Цзинь-Юачь» и «Лай-Юань». Далее шли бронепалубные крейсера и канонерские лодки. Такой строй был, при наличии у противника группы быстроходных крейсеров, не выгоден, так как позволял нанести противнику удар по флангу, состоявшему из слабых кораблей, и затруднял оказание им помощи.

Японские же быстроходные крейсера могли успешно действовать против китайского фланга, прикрываясь от огня противника его же собственными кораблями, и выбивать их по одиночке Эту возможность мгновенно оценил адмирал Цубои и перенацелил свои корабли для удара по флангу, по крейсерам «Чао-Юн» и «Ян-Вей». Сосредоточенным огнем четырех японских крейсеров, при полном превосходстве их артиллерии, оба китайских крейсера получили тяжелые повреждения, загорелись и сделали попытку выброситься на берег. В этой суматохе крейсер «Чао-Юн» был протаранен собственным кораблем

В это время главные силы японцев получили значительные повреждения от огня китайских броненосцев, и им требовалась помощь «летучей эскадры». Получив поддержку, адмирал Ито сосредоточил удар по китайским броненосцам. Однако последние, несмотря на многочисленные попадания, повреждения и пожар, устояли. Их броневая защита оказалась эффективной против снарядов среднего калибра.

В это время к китайцам подошло еще два, ранее не участвовавших в бою, крейсера. Теперь бой окончательно разделился на две части. Он продолжался до вечера и закончился с наступлением темноты. Китайцы лишились четырех крейсеров, остальные корабли, имея различные повреждения, по одиночке отступили в Порт-Артур и Вейхайвей.

Японцы не потеряли ни одного корабля, хотя многие из них получили значительные повреждения. Больше всего пострадали корабли, атаковавшие китайские броненосцы. Два 305-мм снаряда, попавшие во флагманский крейсер Ито «Мацусима», нанесли ему существенные повреждения и большие потери в личном составе В результате адмирал Ито перенес свой флаг на другой крейсер «Хасидате». После боя, добив выбросившиеся на берег и стоящие на мели китайские корабли и отправив свои наиболее поврежденные корабли на ремонт, японский командующий приступил к блокаде остатков неприятельского флота, укрывшегося в портах.

Помимо потерь в кораблях, китайцы понесли значительные утраты и в личном составе — 655 убитых и 252 раненых. Потери японцев были много меньше — 90 убитых и 204 раненых

После боя у Ялу и ряда успешных операций сухопутной армии японцы заблокировали остатки китайского флота в Вейхайвее. К этому времени они уже располагали базой в Талиенване и могли полностью контролировать район боевых действий. Адмирал Ито предложил китайскому адмиралу Дин Жучану сдать остатки флота, однако ответа на свое предложение не получил.

Вейхайвей был хорошо укреплен Его форты имели до пятидесяти тяжелых, не считая легких, орудий. Вход в порт прикрывали боновые заграждения и мины. Гарнизон насчитывал до 6000 человек, а в гавани находились два броненосца, пять крейсеров, шесть канонерских лодок и двенадцать миноносцев.

26 января 1895 года японцы перешли в наступление и заняли, несмотря на огонь с кораблей, форты. В это время японские крейсера осуществляли блокаду порта и поддерживали огнем свои сухопутные силы. 2 февраля Вейхайвей пал, и сухопутная армия отступила. Японцам продолжала сопротивляться только китайская эскадра. Не желая рисковать крупными кораблями, Ито решил покончить с противником торпедными атаками миноносцев.