Японский флот состоял из двух эскадр: летучей крейсерской (четыре быстрых крейсера) под командованием контр-адмирала Кёзё и главной (два броненосца, четыре крейсера и два вспомогательных судна) – адмирала Ито. Китайский флот – из двух броненосцев, десяти крейсеров, четырех миноносцев и двух канонерских лодок. Хотя количество кораблей у противников было примерно одинаковым, они сильно различались по качеству вооружения и уровню боевой подготовки. Преимущество здесь было за японцами. Любопытно, что командующий китайским флотом Дин Жучан являлся кавалерийским генералом, имевшим самое смутное понимание о боевых действиях на море.

Несмотря на это, начало сражения осталось за китайцами. Им удалось поразить японский флагман и нанести повреждения одному из крейсеров. Затем в атаку устремились крейсера японского летучего отряда, которые атаковали два китайских небронированных крейсера, находящихся на правом фланге. Огонь был точен, китайские крейсеры загорелись и выбросились на отмель. После этого главные силы японцев, вступив в перестрелку с бронированными кораблями китайцев, двинулись на соединение с крейсерами летучего отряда. Тем временем китайские крейсеры, в свою очередь, атаковали корвет, канонерку и вооруженный транспорт японцев, отставших от основной эскадры. Эти корабли получили повреждения и, скорее всего, были бы потоплены, но их спас подход летучего отряда, который отогнал китайские крейсеры. Соединившись с летучим отрядом, японская эскадра взяла китайцев в два огня. Здесь сказались более современная японская артиллерия и отличная подготовка комендоров. В результате этого боя большинство китайских кораблей получили серьезные повреждения, а один крейсер потоплен. Тем не менее китайцы держали удар и продолжали отбиваться из последних сил. Боевую линию покинул лишь китайский броненосец «Цзи-Юан» капитана Фонга. Трусливый капитан поспешил удрать, протаранив и потопив во время своего бегства один из своих поврежденных кораблей. Впрочем, во время этой схватки серьезно пострадали и японские корабли. К тому же у японцев подходил к концу боезапас. Поэтому адмирал Ито отдал приказ о прекращении боя. После этого обе эскадры разошлись в противоположные стороны. В результате боя в устье реки Яйлу китайцы потеряли четыре крейсера, остальные их корабли получили повреждения различной степени. Японцы не потеряли ни одного корабля, но все имели повреждения, а четыре едва держались на плаву.

После боя поредевший Бэйянский флот ушел в Вэйхайвэй, где и укрылся, не решаясь более выходить в море. Таким образом, победа осталась за японцами. Шокированное поражением, китайское правительство запретило адмиралу Дин Жучану ввязываться в новые бои с японцами. Это решение обеспечило японцам фактическое господство в Желтом море. Теперь у них появилась возможность беспрепятственно перебрасывать в Корею новые дивизии.

В то время, когда в Пекине готовились к празднованию 60-летия императрицы Цыси и предполагались неслыханные по роскоши торжества, японцы перешли в генеральное наступление. Вначале Китай предпринял попытку остановить японцев на границе силами остатков Хуайской армии. Разумеется, деморализованные солдаты остановить наступление 1-й японской армии генерала Ямагатане не смогли. Форсировав реку Ялу, японцы вторглись в Южную Маньчжурию, перенеся военные действия на территорию Цинской империи. Пока корпус генерал-лейтенанта Кацура Таро продолжал преследование отступающей Хуайской армии, отрезая от континентального Китая Ляодунский полуостров, корпус генерал-лейтенанта Оку Ясуката двинулся в северном направлении на Мукден. Вскоре японцы почти без сопротивления заняли юго-восточную часть провинции Шэнцзин и хотели продвинуться дальше, но были остановлены контратаками генерала Не Шичэна.