距离“松岛”舰的了望兵发现“平远”等军舰约一个小时后，14时22分左右，在“定远”舰的炮击下舵机受损，显得狼狈不堪的日本军舰“西京丸”上，了望兵清楚地看到战场烟雾中出现了几艘新到的中国军舰，“平远”等军舰此时已经逼近了战场。令人始料不及的是，从此后的战场情况看，并不是北洋舰队一线主力，舰型和武备以及航速都存在很大区别，而且从没有在一起编组配合使用过的“平远”、“广丙”2艘军舰，竟然有如无所畏惧的初生牛犊一样，到达战场后立刻向日本联合舰队的本队发起了挑战，2艘步调配合并不是很好的军舰，作战的勇气、决心却异常的坚定、一致。

14时30分，“平远”、“广丙”2舰从北洋舰队右翼的方向进入了战场，横截在日本本队的航向上，挡住了本队军舰绕向北洋舰队阵形背后的去路，进而2舰又急转方向，转到位于本队领队位置的日本联合舰队旗舰“松岛”的舷侧展开攻击，“松岛”舰桅杆上高高飘扬的海军中将旗，使得中国军舰很容易就识别出她是日本军舰的酋首。斜刺里突然冲出来的2艘中国军舰，着实让伊东佑亨吃惊不小，“松岛”以及后续的“千代田”等舰立刻与“平远”、“广丙”开始交火。广东香山（今广东省中山市）籍、毕业于福建船政后学堂第五届的“广丙”舰管带程璧光在司令塔内指挥着“广丙”舰率先冲向高大的日本舰队旗舰“松岛”，这是这位后来以率领舰队南下护法而名垂民国海军史的将领在其海军生涯中的第一战，“广丙”舰凭借着高航速从“松岛”舰的左舷方向呈直角进入，领先于“平远”接近了“松岛”，安装在军舰两舷耳台内的120毫米口径江南速射炮尽量转向舰首方向，对准“松岛”急速射击，舰首甲板下的鱼雷室内，2条14英寸口径的黑头鱼雷已经分别装入舰首左右的鱼雷馆中，发射手紧紧攥住控制压缩空气的阀门，就等待到达有效射程后鱼雷飞溅入水的那一刻，“……有的舰将鱼形水雷一字行置于我舰首，准备向我两舷发射水雷”（《黄海海战‘松岛’舰内的状况》）。然而令人遗憾的是，“松岛”以及紧随其后的“千代田”等日本军舰舷的火力过于凶猛，大大小小的炮弹在“广丙”周围编织起了一张可怕的火网，担心“广丙”如果继续逼近到鱼雷发射的有效距离，势必将可能遭到严重的损失，同时也考虑到发起鱼雷攻击的突然性已经消失，程璧光最终决定放弃继续逼近，指挥军舰掉转航向另寻战机。

与“广丙”舰相较，拥有水线带装甲的“平远”显得生存力更强，继“广丙”之后，航速迟缓的“平远”犹如一位重装的武士，冒着日方的弹雨继续突进，面对数倍于己的日本军舰而毫无惧色，脚步缓慢却显得格外执着无畏。从3000米的距离与日本本队开始激烈交火开始，“平远”一直战至距离1500米左右，虽然左舷已经被日方的下濑火药炮弹击穿并燃起大火，依旧奋然不顾。籍贯广东三水，毕业于福建船政后学堂第一届，与此刻正在北洋舰队左翼作战的“致远”舰管带邓世昌有同乡、同窗之谊的管带李和，指挥着自己的战舰冲向日本联合舰队的旗舰“松岛”。“平远”舰，这艘由于福建船政局当初曾在争取设计建造经费问题上与北洋大臣李鸿章发生龃牾，在编入北洋舰队后长久没有受到重视的军舰，此刻似乎想要为自己以及蚊子船辈们的价值作一番说明了。

大东沟海战战场上最富戏剧性的一幕就在“平远”舰无畏的进击中上演了，令今人无从想象的是，“平远”、“松岛”这两艘你死我活中苦苦搏杀中的战舰，竟然是具有同一血缘的同门兄弟，而这也恰好是这场海战的一大特色。大东沟海战中，中日双方的很多参战军舰都是19世纪中后期的概念性产物，代表了英、法、德多国在舰船设计上的理念，这些军舰同场厮杀，使得海战带上了一层技术检验竞赛的色彩。和具有法兰西血统的中国军舰“平远”一样，日本联合舰队旗舰“松岛”的母型也是法国设计师白劳易创作的“黄泉”级蚊子船，而且更进一步的是，“松岛”级军舰就是白劳易本人依据旧作“黄泉”改良放大的设计，略微对比一下这两艘军舰的外形，就不难看到除了尺寸上的差异外，“平远”与“松岛”在大轮廓上具有很多的相似性。白劳易一手打造的日本版放大型蚊子船，与中国人仿制的白劳易版蚊子船被命运推到了血与火的角斗场上。

14时34分，“平远”舰上的官兵都能明显感受到自己军舰的舰体发生了一阵震动，舰首260毫米主炮炮塔内的官兵们经过反复测距修正射击诸元，又向“松岛”射出了一枚炮弹，巨弹直接命中了“松岛”舰没有任何防护的舷侧，今天再来复述这颗炮弹在“松岛”舰内穿行的过程，以及所造成的破坏，很仍容易让人产生如有神助的感叹。由于“松岛”舰排水量只有4000余吨，却装备了包括320毫米口径巨炮以及大量120毫米口径速射炮在内的武备，使得军舰无法承载更多的防护装甲，因而“松岛”舰不具备中国表兄弟“平远”拥有的水线带装甲，仅仅只是沿水线纵向敷设了厚度2英寸的装甲甲板，使得这艘军舰的舷侧防护如同赤身裸体。“平远”射出的260毫米口径巨弹轻而易举地穿透了“松岛”的船壳板，从 “松岛”舰位于左舷中部一间战时改作医疗室的士官舱斜穿而入，横扫了这间舱室后，又撕开了隔壁的厚度为1英寸的钢板，继续冲进了中部鱼雷发射室，从左舷的鱼雷发射管下通过，一直飞行撞击到“松岛”舰320毫米主炮炮架的下方，击碎了驱动巨炮旋转的液压罐后才停止了下来，过程中日本鱼雷兵竹内道治重伤，一等水兵河野三代吉、二等水兵北村常吉、四等水兵德永虎一等被击毙，“血肉四方散布，惨毒已极”（“‘松岛’分队士海军少尉井手笃行报告”《明治二十七八年海战史》）。失去了液压助力后，重达将近70吨的320毫米主炮陷入瘫痪，任凭水兵们如何卖力，用来旋转大炮的曲轴就是纹丝不动，被日本海军寄希望用来对抗“定远”的法宝霎时成了无用的弃物，“……‘平远’舰在用26厘米巨炮向我舰射击，击中‘松岛’舰，并从左舷中部下甲板的医疗室斜穿，并击穿隔壁的一寸钢铁，再从水雷发射管下通过，撞击到机关用的油罐……该敌弹在穿过中央水雷室时，使舰内各室发生猛烈震动，硝烟弥漫，人近咫尺难以辨认，令人窒息。发射管员4名因窒息而死，血肉喷溅在衣服上，凄惨可见。” （《黄海海战‘松岛’舰内的状况》）直至今天仍令中国人不免为之扼腕痛惜的是，从日方记录的破坏情况来看，“平远”舰射出的这颗炮弹尽管整个命中和穿行的过程相当精彩，但很可能也是一颗永远无法爆炸的实心弹，否则如果击中“松岛”主炮下方的是一颗开花弹，随爆炸将会带来怎样的破坏效果（主炮下方即是弹药库），实在难以估量。

有如盛行中世纪的决斗一般，几乎在“平远”击中“松岛”的同一时刻，“平远”舰的260毫米主炮炮塔接连被“松岛”舷侧的120毫米口径速射炮命中，在单纯的炮火对抗中，每舷拥有6门120毫米口径速射炮的“松岛”更占上风。炮击中，“平远”舰厚度为2英寸的主炮炮罩被击穿，装有下濑火药的炮弹在炮罩内炸开，破片使得260毫米口径火炮的旋转机构遭到破坏，炮手接连倒下，火炮的旋转装置被损，“平远”舰的主炮也陷入了瘫痪，2艘同出白劳易门下的军舰，同一时刻主炮极富戏剧性地都在敌方打击下无法转动射击，这似乎也说明了当时法式军舰设计上的某些缺陷。

“松岛”舰除了1门320毫米口径主炮外，还有多达12门的120毫米口径速射炮，主炮无法使用，并没有影响“松岛”的继续作战。然而“平远”并不具备这样的条件，她的主要武器就是舰首的260毫米口径克虏伯重炮，为了修理受损的主炮，“平远”舰拖着浓烟开始退却，和之前已经驶离日本本队的“广丙”一起开始避开日本本队的凶猛炮火，拉开间距。就在这段退却的过程中，冒着日方军舰压倒性的火力优势，暴露在露天甲板上作战的中国水兵们仍然表现出了极高的战斗素质。260毫米主炮沉默下来后不久，装备在“平远”舰飞桥附近的几门47毫米哈乞开斯单管机关炮开始怒吼，接连命中了“松岛”，意想不到的是这种小口径火炮居然也取得了不俗的战果。哈乞开斯机关炮集中攻击了刚刚260毫米炮弹击穿过的“松岛”舰中央鱼雷室以及“松岛”的舷侧炮位，“松岛”舰用于悬挂信号旗的桅杆也得到了“照顾”，密如雨点的机关炮弹在“松岛”舰上炸响，数名日本士兵当场毙命，左舷鱼雷管的发射电路也被击断。亲临其境的“松岛”舰鱼雷长木村浩吉海军大尉战后在回忆录《黄海海战‘松岛’舰内的状况》中记录了当时可怕的情形：“弹片四起，室内周围壁上喷溅着骨肉碎末，甲板上流淌着血肉相混之水，难以步行，散布遍地皆是，在上面行走犹如洗刷地板一样。当时，在中央发射指挥官井手少尉的附近被敌弹炮击，使得发射电路断绝，同时，又有二三名士兵战死。只见少尉胸部以下一片血迹模糊，后背粘着厚厚的肉浆，少尉抖落下落在身上的人肉，正当准备下达发射命令时，又一敌弹炸死二名发射士兵……”。

一度犹如下山猛虎般的“平远”、“广丙”在对日本本队发起了挑战之后，借着硝烟弥漫，驶出了人们的视线。然而，这才仅仅是右翼战场激战的开始，在左翼军舰对日本联合舰队末尾军舰发起围攻追击后，北洋舰队在右翼方向上又掀起了一段战斗高潮。