二射擊指揮室，韓明鈺少尉後來回憶說：“我們已經練習過一百萬次了，不過誰也不知道真正的仗是怎麼打的，當艦長講話結束後，周圍的氣氛顯得相當愉快，沒有任何人感到害怕或緊張。”

中國艦隊繼續向前航進，此時艦隊已完成了藍建樞上將的命令，現在由李景曦中將全面接掌指揮權了。當晚的夜景相當優美，夜空中明月高掛，月光照耀在海面上，波光粼粼，天氣溫暖，海面上顯得很是平靜。一位美軍中尉回憶當時軍艦航行的時候，認為“好象是在厚厚的油層上滑行一樣”。

夜幕降臨後，無線電軍官向李景曦報告監聽到了一些中**艦的通訊，在這一帶活動的中國魚雷艇向他們的上級報告發現了李景曦的艦隊：“那裡有兩艘大型軍艦，但是不知道他們是誰。”這些魚雷艇看樣子打算攻擊李景曦的艦隊。李景曦命令立即向這些接近的魚雷艇發出無線電呼號，避免了一場誤會，這些本來已經受傷的魚雷艇在報告了戰況之後，接連從李景曦的艦隊旁邊駛過。；

正當李景曦的艦隊航行的同時，永田泰次郎的艦隊也接近了戰場，日本人的位置正好在中國艦隊的東北方不遠處。此時日本艦隊正分離成三個分隊：永田泰次郎的本隊戰列艦隊，木村剛的登陸船隊護航艦隊和荒村仲吾的直衛艦隊。正當艦隊分離重編的時候，驅逐艦“霞”號的瞭望員報告發現了敵艦，隨即“朧”號驅逐艦的瞭望員也證實了這一發現，並識別為“大型戰列艦”。得到了報告的荒村仲吾立刻下達了戰鬥命令。

晚上10時11分，永田泰茨郎的旗艦“扶桑”號也目視到了中**艦。永田泰次郎根據情報認為中國艦隊擁有很多驅逐艦和巡洋艦，因此他命令他的輕型艦隻趨進以攻擊敵艦，留著戰列艦準備支援和最終的決戰。出於對中國海軍魚雷戰艦的恐懼，永田泰次郎覺得不應當將“扶桑”號和“山城”號立即投入到與敵人的輕型艦隻的纏鬥之中，之前在寧波外海的戰鬥結果就是個很好的教訓。

基於這一原因，日本艦隊的攻擊部隊分為了三部分撲向中國艦隊，而中國人這邊也並沒有打瞌睡，“勝利”號的炮長此時正在司令塔上層的崗位上，他下令406毫米主炮裝填炮彈，炮手則以無比熟練的動作在最短的時間裡完成了這一操作。

這時，在月光的照耀下，“勝利”號的主炮測距官透過主測距儀視認了遠處的艦影，這是“青森”號輕巡洋艦。此時的李景曦正在艦橋上抽著一支哈德門香菸，接到發現敵艦的報告後，他微笑著轉向斯科艦長，說道：“很好，我們做好迎接他們的準備吧他們總算來了”

10時37分，“勝利”號的艦橋下令“準備完畢即可開火”。在艦上的電鈴響了兩聲之後，“勝利”號的406毫米主炮怒吼了起來，噴吐出耀眼的火光。幾秒鐘後，副炮也開始向衝上來的日本驅逐艦開火。緊接著“民權”號也開始向同一個目標射擊。見勢不妙的荒村仲吾立刻下令放出煙幕並掉頭向南，他向一腔熱血的部下解釋是打算將自己的艦隊進行重新編組並準備等待更佳的攻擊時機。

當李景曦在艦橋上觀察日本人的行動時，一位軍官說道：“看起來他們掉頭逃跑了。”然後四艘中國驅逐艦開始了追擊。軍官們透過測距儀觀看著這些驅逐艦的追擊，此時遠處閃耀著點點白色的火光。事實上這是日本驅逐艦在向中**艦還擊，而在兩艘驅逐艦後面，一艘輕巡洋艦和五艘驅逐艦正在向李景曦的四艘驅逐艦駛來。

這四艘中國驅逐艦顯然缺乏夜戰方面訓練和協作。第一艘驅逐艦很快鎖定了目標並開火，第二艘驅逐艦則跟著向同一個目標射擊，不一會兒，所有四艘驅逐艦都向著同一個目標開火了，全沒注意到危險的臨近。

日本輕巡洋艦開始了猛烈的炮擊，還發射了魚雷，但魚雷由於距離太近全部失的。不過日本人的炮彈開始