日军下达进攻平壤的命令后，左宝贵在北城外的一处名叫牡丹台的制高点奋力抵抗。双方交战激烈，炮声震天，硝烟迷茫，终因实力悬殊，被逼退入玄武门。
日军进攻玄武门，左宝贵激励将士说：“我世受国恩，今天身先士卒，你等紧跟我杀敌。”他到城墙上点燃大炮，轰击日军。日军见状，集中炮火轰击玄武门，左宝贵身中数弹，壮烈殉国。
叶志超见玄武门失守，在平壤城墙上面竖起白旗后，仓皇出逃，狂奔五百里后退入国内。
左宝贵，山东费县人，幼年丧父母，生活艰难，咸丰初年，带着两个弟弟投军，因军功授总兵。左宝贵死后，奉天在盛京南门外为他建祠，山东费县为他修建了衣冠冢，以示纪念。
北洋水师提督丁汝昌率北洋舰队运兵到大东沟，完成任务后准备回国。邓世昌率领士兵在舰艇上操练，高唱北洋水师军歌：
宝祚延庥万国欢，景星拱极五云端。
海波澄碧春辉丽，旌节花间集凤鸾。
午餐时，瞭望台上的哨兵向邓世昌报告，说前方有十二艘悬挂美国国旗的舰队，从西南方向朝北洋舰队开来。邓世昌立即发出警报，令对方停止前进。对方不听，开足马力继续前进。
邓世昌命令士兵做好应战准备，同时将信号传给水师提督丁汝昌。
丁汝昌令各舰队做好准备，由返航时的“掎角鱼贯小队阵”改为“掎角雁行小队阵”。前方舰队进入炮火射程内，突然脱去炮衣，降下美国国旗，升起日本国旗，悍然发炮，攻击北洋舰队。丁汝昌在定远舰上果断下令各舰发炮还击。
“吉野”号是日方主力战舰，战斗一开始，“吉野”号作为领队舰，率“高千穗”“秋津洲”“浪速舰”大举围攻，重创北洋水师右侧的“超勇”“扬威”二舰。舰长黄建勋奋力还击，遭日舰“松岛”号致命打击沉没，黄建勋与大部分官兵牺牲。
“扬威”号中炮起火，船舱进水，不得已退出战斗。
邓世昌接到命令后，指挥致远舰将士发炮还击。一时间，黄海海面炮声隆隆，硝烟四起，海面上激起冲天水柱。
指挥这次战斗的日军司令官是伊东祐亭，伊东祐亭与邓世昌在日本海军学校读书时是同学。他对才华出众的邓世昌既羡慕又嫉妒，一直想找机会打压一下这个中国人。这次偷袭北洋舰队，便是他的杰作。
伊东祐亭向邓世昌喊话，令他投降。邓世昌当然不会听，盯住伊东祐亭的指挥舰“吉野”号，穷追猛打。伊东祐亭却令其舰队包围北洋海军指挥舰定远号。
很快，丁汝昌的指挥舰遭到敌人炮火的疯狂打击，帅旗被击落，指挥台被日军炮火摧毁。丁汝昌身负重伤，脸部和脖子都被烧黑，但他坐在甲板上继续指挥。日舰“比睿”号被炸得体无完肤，退出战斗，“赤城”号舰长坂元八太郎被击毙，“西京丸”号是日本海军中将的指挥舰，舵机被击毁，舰上大火，丧失了战斗力，这三艘军舰率先退出战斗。
“定远”号船身倾斜，随时都有沉入海底的危险。邓世昌见指挥舰遭敌重创，为了保护旗舰，请求丁汝昌撤出战斗，由他率领致远与吉野号等四艘日舰激战。日舰舍掉定远，全力围攻致远，邓世昌临危不惧，升起帅旗，吸引敌舰火力，与敌人周旋，作殊死搏斗。
定远舰已失去战斗力，拖着浓烟撤出。北洋舰队失去指挥舰，余下军舰只有经远、济远能与致远协同作战外，其他军舰都各自为战，战斗力大打折扣。
伊东祐亭已看出端倪，亲率“吉野”号等四舰战船包围致远。邓世昌沉着应战，要求“济远”“经远”两舰军舰向其靠拢，集中火力打击吉野号。
“济远”舰长方伯谦见丁汝昌已经撤离，不听邓世昌号令。
“经远”舰长林永升与邓世昌步调一致，两舰协同抗击日舰。
狡猾的伊东祐亭采取集中优势兵力，各个击破的策略，专打经远舰。经远舰不断中炮，林永升大声喊道：“为国杀敌，死而后已。”
经远舰中鱼雷后开始下沉，仍坚持发炮，射击敌舰，直到沉入海底。舰上除十六名士兵生还外，其余人等全部壮烈牺牲。
致远舰官兵看到这悲壮的场面，人人咬牙切齿，个个义愤填膺，呼喊着要为兄弟报仇。邓世昌亲自填上炮弹，计算距离，调好方位，几发炮弹同时向“吉野”号打去，正中伊东祐亭指挥舵。伊东祐亭眼睛一闭，哪知炮弹却不爆炸。他大喜过望，向其他战舰下达命令说：“敌人炮弹都是哑弹，靠近对方狠狠打，击沉致远舰，活捉邓世昌。”
邓世昌见炮弹打中“吉野”号却不爆炸，令人拆开炮弹，发现炮弹里装的都是沙土，并无炸药，他十分气愤。
这时，敌人炮弹雨点般地落在致远舰的甲板上，船舱到处起火，船身开始倾斜。
邓世昌对大副陈金揆说：“吉野号是我们最大的威胁，如果能撞沉此舰，此战可以完胜。”
陈金揆认为邓世昌说的有道理，指挥致远舰咬紧“吉野”号。自开战以来，伊东祐亭即指挥“吉野”号横冲直撞，所向披靡，今见“致远”咬住了自己，不禁心慌，命日舰集中火力打击“致远”，致远舰多处中炮起火。
在这危急时刻，邓世昌决定孤注一掷，他激励将士说：“我们是抵御外辱，应将生死置之度外，今日之战，以死报国，唯有死拼方能生还。”说完登上驾驶台，冒着敌人的炮火，两手紧握船舵，驾驶着已经开始倾斜的致远，撞向吉野号，准备跟敌人同归于尽。
伊东祐亭见邓世昌驾着船舰朝自己亡命奔来，很快明白这个老同学的真正意图。他大惊失色，急令发放鱼雷，攻击“致远”。
邓世昌驾着致远舰连避日军三颗鱼雷，离“吉野”越来越近，眼看就要撞上对方，突然船底发出闷沉的爆炸，原来是被对方鱼雷击中，紧接着锅炉发生爆炸，舰身起火，舰体倾斜了，慢慢地向海底下沉。士兵纷纷落水，他们高呼杀敌，与“致远舰”一起沉入黄海的怒涛中。
邓世昌落水以后，仍大喊杀敌。亲兵刘忠将救生圈抛给他，邓世昌拒绝使用，说：“全体官员已壮烈殉国，我不能单独生还。”最后沉没在汹涌的波涛之中，壮烈牺牲。
“靖远”主动升起帅旗，带着后来参战的巡洋舰、炮舰、鱼雷艇各两艘前来迎战。
“经远”“致远”两舰军舰官兵视死如归的精神，激励了北洋舰队的每一名将士。战斗持续进行，“来远”也中炮起火，沉入海底。
“济远”舰长方伯谦、“广甲”舰长吴敬荣不战而逃。方伯谦不识水道，慌乱中撞沉了已经退出战斗的“扬威”号，逃回旅顺。吴敬荣在逃跑的过程中军舰搁浅，他弃船逃生，“广甲”舰后被日舰发现击沉。这两名贪生怕死的舰长在战后被清廷正法。
日舰旗舰“松岛”号在“定远”“致远”的打击下发生爆炸，燃起大火，死伤一百多人，元气大伤，退出战斗，日舰“桥立”号升起将旗，指挥日舰撤退。日舰“吉野”号、“扶桑”号身受重伤，无力再战，“比睿”号后舱起火，逃离重围，“西京丸”号多处中弹，转向不灵，日本舰队此战没有占到多大便宜，撤出战斗。