临时改变部分计划是一件非常危险的举动，叶祖珪不是没有考虑这会对全局造成的影响，但是叶祖珪在见到德国军舰的混乱之后做出的决定。按照计划他们是偷袭，给德军创造重大伤亡之后逃走，但是现在看来，他们有机会全歼德军远征军海军护卫队。因此叶祖珪才允许更改作战计划。
这份临时作战计划并没有打乱了他们原本的偷袭计划，所以其他军官并没有提出反对意见。
13:20分，忽然接到撤出战场命令的飞鹰号和飞霆号当即掉头，飞鹰号舰长陈曾寿和飞霆号舰长赵增添内心非常疑惑，一直到撤出战场之后才得到准确命令，原来是让他们负责伏击逃走的其他德国军舰。两艘鱼雷驱逐舰立即赶往后面的两艘补给舰补给弹药以及燃煤，但风浪太大，补给非常困难。不过所幸大家并没有慌张，陈曾寿和赵增添两人非常清楚现在要做什么，德军战败已定，他们绝不能放走任何一艘德国军舰和运输船。
13:25分，德国海军克隆号轮船、汉堡号轮船相继被北洋水师的鱼雷艇偷袭得手，这两艘载水量较轻的运送德军士兵的远洋轮船在身中两发鱼雷之后，海水涌入了船舱内，在短短三十分钟内半沉入海底，两艘轮船上七十多名船员跳上救生舱后手持步枪负隅顽抗，遭到北洋水师海军机关炮（重机枪）的扫射，两艘救生艇海员全部被杀。
鲜血染红了大海！
13:27分，德国海军博兰尼斯号炮舰上的主炮在还击的过程中击中了北洋水师海犀号驱逐舰，并意外地引起了弹药舱爆炸，排水量仅仅234吨的海犀号瞬间爆炸成为一朵火花，随即沉入海底。海犀号管带左铭顺以及海犀号上42名水手1名北洋水师学堂学员总计44人全部遇难身亡，其中该学员今年年仅十五岁，成为本次渤海湾海战中中国阵亡年龄最小的军人。
左铭顺，福建三明人，马尾水师学堂毕业，曾经参加甲午海战，甲午战败之后左铭顺连同许多其他海军将领受到处罚，在淞沪水师学堂担任教师，后背朝廷委任为海琛号管带。尽管作为海军管带要长期忍受离家的痛苦，且在训练过程之中左铭顺的老父母相继离世，但他忍痛留守，怀着对中国海军复兴的强烈执着报效国家，直到渤海湾海战阵亡牺牲，年仅38岁。
13:33分，德国海军柯尼斯堡号运输舰被击中锅炉，继而引发爆炸，柯尼斯堡号运输舰因承载着运往德国亚洲殖民地的弹药，舰长朗格坚决不同意水手逃离舰船的决定，要求必须救助本舰。但是锅炉的大火很快导致整艘运输舰的倾倒，高温最终导致运输舰运输舱内毒气弹的爆炸，整艘船很快船员遭到毒气弹的攻击，死伤惨重。
由于大量海水灌入船舱，人们发现柯尼斯堡号运输舰整艘船居然在海面上竖了起来，大火外加倾覆，沉船在即，朗格船长无奈下令士兵放弃运输舰从柯尼斯堡号上逃走，逃走时候全船仅幸存22人。
然而让人意外的是，柯尼斯堡号在海面上竖着着火，却一直不沉入海中，一直到海战结束，柯尼斯堡号上的大火自己居然熄灭了，整艘船依旧竖直地插在渤海里，成了漂浮在海面上的移动军火库。
其后柯尼斯堡号运输舰被北洋水师捕获，发现其中价值高达五百万德国金马克的军火补给。
这五百万金马克的军火都是陆军方面的补给，北洋水师军官虽然想收起来，不过叶祖珪等人的目光也不至于那么短浅，在战后将这些军火连同其它捕获的军火补给全部交给曹跃处置。曹跃随后也及时地宣布成立大清帝国兵部下属海军部，从此海军单独建成海军衙门，不再归属地方总督，享有作战自主权，从而极大地解放了海军的行动自由和自主性。
德国人朗格船长在得知柯尼斯堡号被捕获，里面的军火被中国人得到的消息之后，羞愤自杀身亡，享年36岁。
13:40分，德国海军远征军海军护卫队旗舰卢克斯号巡洋舰开始朝着北洋水师冲过去，在他左右不远分别是博兰尼斯号炮舰和杜尔德号炮舰，三艘德国海军成品字形的决死冲锋一度让北洋水师的阵型有一丝凌乱。但是很快，在刘冠雄的调度指挥下，北洋水师分为abc三支舰队，a舰队由刘冠雄带领的北洋水师旗舰海天号巡洋舰、海荣号巡洋舰，海筹号巡洋舰、海青号驱逐舰、海龙号驱逐舰、辰字号鱼雷舰、列字号鱼雷舰组成，b舰队由海祈号管带黄鸣球带领海琛号巡洋舰、海华号驱逐舰、通济号炮舰、左一号鱼雷舰、张字号鱼雷舰、列字号鱼雷舰组成，而飞霆号与飞鹰号鱼雷驱逐舰则组成c舰队对漏网之鱼运输舰与轮船进行攻击。
北洋水师的及时调整，使得德国军舰再一次承受了更多的炮火打击。
13:53分，德国海军博兰尼斯号炮舰在饱受北洋水师的炮火打击下，水兵伤亡惨重，甚至连船上的厨师也要充当起炮手。而博兰尼斯号炮舰为了掩护卢克斯号巡洋舰，冲向了北洋水师海琛号，并且主炮意外地击中海琛号指挥塔，海琛号管带谭学衡等人身亡。
水手长山东威海人年仅26岁的王冲宣布接手整艘船的指挥，继续对博兰尼斯号炮舰还击。他亲自瞄准，两发炮弹全部命中博兰尼斯号，并击中了博兰尼斯号炮舰主炮的弹药箱，引发博兰尼斯号甲板发生大爆炸，继而引发熊熊烈火。
博兰尼斯号舰长福克斯只能下令弃舰，最终由北洋水师左一号鱼雷舰发射的鱼雷击中，船体再度发生爆炸，二十三分钟之后，博兰尼斯号炮舰沉入海底。
14:04分，北洋水师辰字号鱼雷舰所携带的六发鱼雷全部发射完毕，击中四艘运输舰，同时他们将鱼雷艇上的机关炮夹起来，对海面上的德军士兵进行屠杀，在打光最后一颗子弹之后，但为了避免成为德军的靶子，不得不退出战场。
14:16分，北洋水师列字号鱼雷舰六法鱼雷全部发射完毕，遭到德国军舰何森号驱逐舰的炮击，在逃走的过程之中再一次被击中，最终发生爆炸，船上连同舰长在内28人全部遇难身亡。
14:23分，德国海军慕尼黑号运输舰在熊熊烈火之中沉入海底，对德国人来说值得庆幸的是，慕尼黑号运输舰运载着远征军三分之一的军火，但在此前已经全部运输到了天津城内。慕尼黑号运输舰全体德国军官跳下救生船，但因为冰港内混乱一片，结果被急于逃走的波恩号运输舰撞到，六艘救生船有五艘被撞沉，仅有一艘幸免。而落入海中的水手们很快被冰冷的海水冻死，全歼122人仅仅27人幸免于难。
14:30分，德国海军巴戈利亚号轮船遭到多发炮击，尤其是右舷被鱼雷击中，在坚持了一个小时之后，最终沉入海底。船员52人乘坐救生艇逃走，但意外地与辰字号鱼雷艇相遇。两方船员掏出手枪和步枪对射，最终辰字号鱼雷艇将德军救生艇撞沉，德国人无一幸免全部被杀，但辰字号鱼雷艇管带元好问被德国人步枪击中身亡，年仅31岁。
14:32分，北洋水师海华号驱逐舰被击沉，海华号管带习建强带领水兵总计43人安全撤出战场。
14:38分，德国海军何森号驱逐舰被多次击中，引起弹药舱爆炸，最终沉入海底。
14:40分，几乎同一时间，德国海军杜尔德号炮舰身中数炮，同样是弹药舱爆炸引起甲板剧烈燃烧，仅仅几分钟之后便沉入海底。
在短短五分钟之内德国人就损失了两艘驱逐舰和炮舰，这让德国人损失惨重，并且火力下降明显，更加处于不利地位。
14:51分，北洋水师宿字号鱼雷舰退出战场时，被德国海军赫尔塔号巡洋舰击沉。
14:58分，作为德军远征军护卫舰队的主力旗舰卢克斯号巡洋舰英勇地从包围圈中冲了出来，德国海军见到了希望。
德国人造舰的理念是炮舰必须要有强大的防御力，尽管卢克斯号巡洋舰身受几百发炮弹的攻击，可卢克斯号巡洋舰依旧坚挺在海面上没有沉没，而它的反击只用了一炮就击沉了北洋水师海青号驱逐舰。海青号驱逐舰管带王恩平无奈带着剩余水手驾驶逃生舟逃走。
为了堵住卢克斯号巡洋舰，排水量为1900吨的通济号炮舰管带张松合毅然下令，通济号全歼开足马力，撞向卢克斯号巡洋舰。由于卢克斯号巡洋舰遭受炮击，导致动力下降，且通济号就在卢克斯号不远处，因此张松合的这次决死撞击并非无的放矢。而促使通济号炮舰对卢克斯号巡洋舰进行撞击的重要原因就是通济号炮舰的炮弹打光了，本来通济号就是一艘训练舰，他的船龄已经有二十年，能够维持到现在几经修理改装，在朝廷的计划之中，他原本就该退役。
但北洋水师宝贝它，留着他给新兵做训练，并请回了甲午海战中被贬的张松合担任通济号管带。
为了一雪前耻，张松合悍然下令通济号撞击过去，仿佛蚍蜉撼树一般英勇无畏地冲了过来。