公元1894年9月17日，大清帝国光绪20年甲午年农历八月十八日大东沟
经过一夜的紧张忙碌，铭军的8个营共四千人已经全都登6完毕。上午8点，旗舰定远上，管带刘步蟾请示提督丁汝昌是否挂出龙旗准备返航，在得到丁汝昌同意后，旗舰定远号挂出了龙旗开始返航，同时进行上午常操。
美籍海员马吉芬写道：“自午前九钟起，各舰犹施行战斗操练一小时，炮手并复习射击不辍。舰员中，水兵等尤为活泼，渴欲与敌决一快战，以雪广乙、高升之耻。士气旺盛，莫可名状。”
10时半，操练结束，各舰准备午饭。
当北洋舰队演习常操的时候，日本联合舰队的12艘军舰，也正在向大东沟方向搜索敌舰，并在航行中进行操练。
11点时，定远舰右翼中营游击李鼎新突然现西南方向海面上有几簇黑烟，于是大声通报。
丁汝昌登上甲板用望远镜眺望，现是日本联合舰队。于是立即下令各舰升火、实弹准备，并做好接敌准备。顿时，战斗喇叭长鸣，响彻全舰队。各舰在接到命令后立刻着手准备，只见烟囱都吐出浓烟，各舰的轮机兵立刻将机室隔绝，进行强压通风，储蓄饱满火力和汽力，以备战斗行动。
马吉芬写道：“中日启衅之后，我舰队员无不锐意备战。有鉴丰岛一役济远、广乙之覆辙，各舰皆将舢舨解除，意在表示军舰之命运即乘员之命运，舰存与存，舰亡与亡。”
此外，鉴于丰岛海战日舰的火力凶猛，丁汝昌又将他那套6军打法搬了上来。于是各舰与战斗无益之木器、索具、玻璃等项，悉行除去无余。各舰皆涂以深灰色，沿舱面要部周围积置沙袋，高可三、四英尺。通气管及通风筒咸置之舱内，窗户与防水门全部锁闭。所有乘员俱就战斗部署，战斗喇叭余响未尽，而战斗准备业已整然。
这时旗舰管带右翼总兵刘步蟾上前说道：“丁大人，我北洋各舰在旅顺并未能补充可与日舰对敌的开花炮弹，而从威海卫出时也因航过慢未携带大批开花炮弹，若是与日本联合舰队主力遭遇，后果堪忧啊！”
“子香不必过于担忧，我观日舰此次前来的只有三四艘快船，必不会上前与我北洋主力交战，就算日本舰队主力前来，以我定镇二舰之威力，量其也会畏惧。”丁汝昌不慌不忙的说道。
然后，丁汝昌同北洋水师总教习洋员汉纳根、泰莱（i11iamferdinandty1er，原是英国海军下级军官，一四年加入北洋舰队，担任北洋水师总教习洋员汉纳根的顾问兼秘书，并为北洋舰队的旗舰定远号的副管带）一起登上天桥观察日舰。众人商量后觉得不可掉以轻心，为了挥各舰舰主炮的威力，于是下令把阵形改为犄角雁行小队阵。此阵的要点是：每一小队中前舰为队长，其僚舰位于右后45度线上，相距400码，各小队间距1200码。同时，丁汝昌还向各舰管带出以下指令：各小队姊妹舰协同行动，互相援助；始终以舰向敌，挥重炮威力；全队尽可能集中，随同旗舰运动。
“因日舰船炮皆快，我军必须整队攻击，万不可离，免被敌人所算。”丁汝昌对众人说道。
具体分队情况是：旗舰定远和镇远两艘巨舰居中，为第一队；致远、靖远为第二队在左；经远、来远为第三队居右；济远、广甲为第四队在左，勇、扬威为第五队在右。由于两翼的第四、第五小队舰较慢，所以变阵后的舰队形成一个扁v字形。
11时半，日本联合舰队第一游击队旗舰吉野号先现两缕黑烟，继而遥见三、四缕，于是舰长河原要一立刻判断为北洋舰队主力，同时向本队出信号“东北方向现四艘以上敌舰，初步判断为清国北洋水师主力！请司令官伊东佑亨阁下决断！”。联合舰队司令伊东佑亨见到信号，立即传令改为鱼贯纵阵。于是，第一游击队居前，本队六舰继后，西京丸和赤城移至本队左侧，作为非战斗行列。
双方舰队距离越来越近，在日本军舰上用望远镜已经能清楚地看到，中舰上两臂裸露而呈浅黑色的清国水兵，一伙一伙地伫立在大炮旁，正准备着这场你死我活的决战。伊东佑亨见北洋舰队阵势严整，怕士兵临战畏惧，特别下令准许随意吸烟，以安定心神。
此时伊东佑亨见到北洋舰队的阵形，决定避开定远和镇远两艘巨舰，以快的第一游击队先攻击敌人最薄弱的右翼。于是，行驶在一字阵前部的第一游击队由8节航加至10节，并向右转舵，渐渐地与本队拉开了距离。这样，一字阵就断为前后两截。
此时定远舰天桥上的丁汝昌、汉纳根和泰莱分别从望远镜里看见日舰队主力12艘军舰，均露出紧张的神色。