清军和日军在平壤城激战的时候，大清海军提督丁汝昌正率领北洋舰队在大连湾等待4000清兵登船。Du00.coM由于平壤的电报线路被日军破坏，所以大清并不知道平壤的战况。是日夜，当叶志超退出平壤城的时候，搭载4000清兵的运兵船已向朝鲜方向启航。
至9月13日，日军第三师团已全部登陆朝鲜，日本联合舰队护航任务结束，决定寻找大清北洋舰队决战，期待消灭北洋舰队并控制渤海湾，以便日本第二军团从辽东半岛登陆。9月16日，伊东佑亨率领联合舰队全部主力战舰北上搜索北洋舰队。
9月16晚，增援平壤的4000清兵乘坐运兵船到达丹东大东沟港，迅速开始登陆。由于携带的辎重较多，预计需要到17日下午才能全部上岸。为防止日本海军舰艇偷袭正在登陆的部队，丁汝昌率领北洋舰队在大东沟港外来往巡视。17日上午9时，丁汝昌命令各舰水兵进行例行操练。
是日，天气晴朗，轻风徐徐。
10时23分，联合舰队“吉野”发现东北方有黑烟一簇，联合舰队立即排成战斗队形向东北方向驶去。伊东佑亨判断前方大概是清军的几艘运兵船外加三、四艘军舰，颇不以为意——区区几艘军舰只够联合舰队做射击训练的。随着距离缩短，越来越多的军舰出现在海平面上，定远、镇远、致远、靖远……伊东佑亨兴奋起来！北洋舰队的全部主力战舰都在这里！痛快！我们等这一天已经等了八年！今天我们要击沉定远！击沉镇远！彻底消灭北洋舰队！伊东佑亨命令舰队改为单纵阵，全速冲向北洋舰队。
11时，北洋舰队定远舰观测兵突然发现西南方海面上有簇簇黑烟。再观察，发现是一群悬挂美国国旗的军舰。丁汝昌明白，这决不是美国军舰，一定是日本联合舰队！他们终于来了。丰岛海战后，丁汝昌立即带着定远舰、镇远舰前去寻找日舰报仇，可惜未能找到。朝廷的言官三番五次诬陷我胆怯惧战，我呸！我多想带领舰队与日本海军决一死战！如果不是李中堂再三要求避战保船，我他妈的早就带着舰队跟日本人干上了！想当年我策马奔腾，冲锋陷阵，那是何等的英雄气概！是的，我知道我们的实力比不上联合舰队，但是他杀我一千，我至少伤他八百！大丈夫死则死尔，战死沙场那是何等的荣耀！我宁愿死也不受这个窝囊气！来吧，今天就杀个痛快！不吃午饭了，升“三七九九”旗！各舰升火！实弹！准备战斗！
看到旗舰升起“三七九九”旗，北洋舰队各舰响起战斗喇叭。要打仗了！听到凌厉的喇叭声，水兵们投入战斗准备。丰岛海战后，北洋舰队各舰均将随舰的舢板去掉，以示全体官兵与军舰共存亡。钢制的炮罩也去掉了，因为它挡不住炮弹，一旦被炮弹击中反而会造成更大伤亡。与战斗无关的绳索、木器、玻璃全部拆除，舰身换涂以深灰色，船舱周围堆满沙袋以吸收爆炸的弹片。现在，水兵们先往甲板上洒水，再撒上细沙，以防奔跑时滑倒。为了避免战斗开始后弹药供应不及时，一部分炮弹已经摆到了甲板上。为安全起见，这些炮弹并不是堆在一起，而是每五步摆一发。一切准备妥当，水兵们盘起辫子，挽起衣袖，伫立在大炮旁边严阵以待。小日本，来吧，我们要为高升号上的兄弟们报仇！
此次联合舰队参战的军舰共有12艘，其中10艘是真正的军舰，它们是：为击沉巨舰定远、镇远而设计的三景舰“松岛”、“严岛”、“桥立”，世界第一快舰“吉野”，还有“浪速”，“高千穗”，“秋津洲”，“千代田”，“扶桑”，“比睿”，全日本海军最强、最好的军舰都在这里了。联合舰队将速度快、火力强的“吉野”，“高千穗”，“秋津洲”，“浪速”四舰组成第一游击队，期待利用它们的速度优势迂回包抄，使北洋舰队腹背受敌。另外有一艘小炮艇“赤城”和一艘武装商船“西京丸”，这两艘船没有参加重量级选手战斗的资格，但是碰到这种百年一遇的大海战怎么会舍得离开，看看热闹也好啊。
北洋舰队参战的军舰有10艘，它们是巨舰定远、镇远，经远，来远，致远，靖远，超勇，扬威、济远，广甲。以上军舰每两艘为一个小队，其中超勇、扬威、广甲3舰都是1000吨级，比联合舰队的“赤城”强不了多少。所以，北洋舰队中真正有资格参战的军舰共7艘。针对联合舰队排出的单纵阵，丁汝昌命令北洋舰队改为一字横阵，定远、镇远居中，经远、致远、广甲、济远居左，来远、靖远、超勇、扬威居右，此阵型为中规中矩的教科书式阵型：把最强的军舰安排在中间位置，装甲厚度和排水量从中间到两翼依次降低，可以防止敌人把舰队拦腰截断各个击破；横阵可以最大限度发挥各舰舰首主炮的威力，并且两翼可以伺机包抄敌舰。丁汝昌又对各舰提出三点要求：“一、各小队的两艘军舰要协同动作，互相援助；二、始终以舰首对敌，借保持其位置而为基本战术；三、各舰必须尽可能跟随旗舰进行运动”。命令下达完毕，北洋舰队以堂堂正正之势冲向联合舰队，一场惊天动地的世纪大海战就要打响。