德国舰队为什么要首先开炮，这在历史上确实是一个讨论颇多的问题，威森堡舰的舰长始终拒绝承认自己下达过开炮命令，后世的历史学家认为这是下级军官的自作主张，也有人认为是威森堡舰的舰长不敢承担责任，不管怎样，战斗已经发生了。
致远舰管带邓世昌见到德国军舰开炮，随即下令开炮反击，不过他命令舰首的那座两联装210毫米主炮装填实心弹进行反击。
在反映甲午战争的电影作品中，出现了炮弹里面装满沙土的情节，其实对于实心弹而言，炮弹里面装填沙土是再平常不过的事情，这种炮弹主要用于穿透对方舰船，杀伤威力不如开花弹，也就是高爆榴弹，所以在甲午海战中，缺少高爆榴弹的北洋舰队惨败在日本联合舰队之手。
开炮命令一下，桅杆上面瞭望楼中的观察员使用测距仪测算两舰的距离，并测算双方军舰的航速，随即求解弹道诸元，这些诸元用于确定火炮的俯仰角度和炮口指向。
致远舰上的炮手都是服役多年，经验丰富，得知了弹道诸元之后，一个炮手迅速调整火炮身管位置，由于舰首的主炮是由液压为动力控制，所以沉重的火炮只由一个炮手就可以轻松转动。
在致远舰火炮位置的甲板下面，开出了多个小格子，这些格子用来存放炮弹，舰首主炮下面有42个之多，这些炮弹放在火炮附近，免去了把炮弹堆积在火炮旁边的危险，为了防止殉爆的发生，所以并没有格子中并没有存放发射药包的位置，不过在之前的准备过程中，水手已经将发射药包提前取出。
调整好位置之后，几个炮手抬起将近一百斤重的炮弹，从火炮后部的装弹口放入炮膛，一个水兵抱起三四十斤重的发射药装进炮膛，关闭装弹口之后，火炮随即击发。
两发实心弹呼啸着砸向威森堡舰，第一发炮弹击中了威森堡舰水线附近的船舷，由于受到排水量的限制，威森堡舰的主要装甲防护都集中在这个区域，所以炮弹并没有穿透装甲，但是高速飞行的炮弹的撞击还是让全舰的人一震，几个水手甚至被震飞起来。
第二发炮弹落到舰尾甲板上，由于这是一枚不会爆炸的实心弹，所以这枚弹把木制的地板砸得木屑横飞，穿到舰尾的下层，被轮机舱外的防护甲板挡住。
这两发炮弹尽管没有对威森堡舰造成致命的伤害，可是却令舰长康斯特担心不已，他知道自己的军舰的动力系统出现了故障，在快速的致远舰面前，自己的威森堡舰就像一只待宰的羔羊，他知道如果驶出了胶州湾，致远舰就有可能放弃对他的打击，可是缓慢的航速又让这个幻想破灭。
致远舰上的邓世昌之所以命令使用实心弹，一方面是因为北洋舰队的经费不足，已经好久没有购买高爆榴弹了，一方面是因为他不想把事态闹大，只想用两发实心弹惩戒一下对面的德舰。
瞭望楼上的观察员通报了炮弹的打击结果，甲板上的炮手们立刻欢呼起来，等待着下一次射击的命令。
平远舰只是一艘近海防御舰，它的最大航速也就只有11节，这个航速也无法维持得太久，所以在追击中远远落在了后面。
这时致远舰的观察员发现，东南方向，三艘军舰向着致远舰高速驶来，那舰首劈开的浪花显示出了它令人惊叹的速度，随即观察员看清了军舰上面的黑白红三色旗，然后观察员逐级上报：三艘德国军舰向己方驶来。
这三艘军舰是德国舰队中的轻型巡洋舰，特地来接应威森堡舰，没想到正巧遭遇到双方的炮战。