20–22 августа японцы заняли крепость Хван-Тзу. А 16 сентября 15-тысячная японская армия под командованием фельдмаршала Ямагато атаковала китайские войска численностью 14–15 тыс. у Пен-Янга. Китайцы были наголову разбиты, а их главнокомандующий генерал Тзо сдался в плен. После победы у Пен-Янга вся Корея оказалась в руках японцев.
Китайский же флот в бездействии стоял в Вэйхайвэе. Наконец в начале сентября из Пекина адмирал Дину приказал начать активные боевые действия против японцев. Дину и его иностранным советникам предстояло выбрать одно из двух. Во-первых, они могли собрать все свои годные военные суда, отправиться на поиски японцев и дать им решительное сражение. Если бы японцы были при этом разбиты, то господство на море осталось бы за Дином. Если же китайцы потерпели бы поражение, то их по крайней мере не затрудняли бы транспорты и они не потеряли бы много людей напрасно. Во-вторых, Дин мог конвоировать флотилию транспортов, держа свои суда наготове для их защиты. Сам он, видимо, склонялся в сторону первого плана. Он стремился найти японцев и сразиться с ними, прежде чем выводить свои транспорты. Но поражение, нанесённое китайским сухопутным силам у Пен-Янга, связало ему руки и принудило действовать как можно быстрее. Ему пришлось конвоировать свои транспорты, когда японцы ещё не были разбиты на море и господство над морем оставалось спорным.
17 сентября 1894 г. у острова Хэйан близ устья реки Ялу состоялось решающее сражение китайского и японского флотов.
В составе китайского флота были броненосцы «Чжень-Иен» и «Тинг-Иен»; броненосные крейсера «Кинг-Иен», «Лай-Иен», «Цзи-Иен», «Чих-Иен», «Чинг-Иен», «Чао-Йонг» («Tshao-Yong»), «Янг-Вей» («Yang-Wei»), «Кванг-Кай» («Kwang-Kai»), «Пинг-Иен», «Кванг-Пинг»; миноносцы «Фу-Ланг» («Fu-Lung») и «Чой-Тай» («Choi-Ti»). Всего 14 судов.
Со стороны Японии в бою участвовали броненосцы «Фусо» и «Хией», броненосные крейсера «Чиода» и «Йосино», бронепалубные крейсера «Ицукусима», «Мацусима», «Хасыдате», «Нанива» и «Такашихо», «Акицузу» («Akitsusu»), «Акажи» («Akagi») и вооружённый пароход компании «Ниппон Ясен Кайша» («Nippon Yusen Kaisha») «Сайкио» («Saikio»).
Всего на китайских кораблях было 12-дюймовых (305-мм) пушек — 8; 10,2-дюймовых (259-мм) и 9,8-дюймовых (249-мм) — 5; 8,2-дюймовых (208-мм) — 12; 5,9-дюймовых (150-мм) — 18; 5,1-дюймовых (129,5-мм) и 4,7-дюймовых (119,4-мм) — 12. У японцев было 12,6-дюймовых (320-мм) пушек — 3; 10,2-дюймовых (259-мм) — 4; 9,4-дюймовых (238,8-мм) — 4; 172-150-мм — 27; 152-мм скорострельных — 8; 120-мм скорострельных — 59.
Интересно, что и на японских, и на китайских кораблях имелись десятки европейских инструкторов. Так, по данным X. Вильсона, у китайцев на «Тинг-Иене» находился майор фон Геннекен, начальник штаба Дина, с господами Тайлером, Николсом и Альбрехтом. На «Чжень-Иене» были капитан Мак-Жиффин и господин Гекман, на «Чих-Иене» — господин Пюрвис и на «Цзи-Иене» — господин Гофман.
Когда оба флота сблизились до дистанции 4–5 вёрст, китайцы открыли огонь, но японцы не отвечали. Японские артиллеристы начали стрельбу лишь с дистанции 2,5 версты, желая полностью использовать своё преимущество в скорострельных пушках калибра 120–150 мм.
В ходе упорного боя китайские корабли «Чих-Иен», «Кинг-Иен», «Чао-Йонг» и «Янг-Вей» затонули. Японцы не потеряли ни одного корабля. На затонувших китайских кораблях погибли от 600 до 800 человек, а на уцелевших были убиты 34 человека и 88 ранены. Японцы потеряли убитыми 10 офицеров и 80 человек нижних чинов, и ранеными 16 офицеров и 188 нижних чинов.
В ходе боя одни только «Чих-Иен» и «Тинг-Иен» сделали вместе 197 выстрелов из 12-дюймовых орудий. Остальные суда должны были выпустить почти такое же количество 10,2- и 8,2-дюймовых снарядов. Таким образом, по очень приблизительным подсчётам, китайскими кораблями было выпущено около 400 тяжёлых снарядов, из которых менее 20 (около 4%) попало в цель. Но большая часть попавших в цель китайских снарядов были бронебойными, и особого вреда они не причинили. Однако русским адмиралам этот урок впрок не пошёл, и они по-прежнему отдавали предпочтение лёгким бронебойным снарядам, игнорируя тяжёлые фугасные.
После поражения при Ялу китайский флот уже не показывался в море. Китайцы увели свои сильно повреждённые корабли в Порт-Артур, где приступили к их ремонту. Японский же флот остался в море, в порт на ремонт ушли только суда «Хией», «Мацусима», «Акажи» и «Сайкио». Адмирал Ито в течение нескольких недель после сражения занимался в основном конвоированием транспортов, не обращая никакого внимания на китайцев.
24 октября 1894 г. японские войска высадились вблизи Порт-Артура. Со стороны моря Порт-Артур был защищён восемью фортами, расположенными по обе стороны входа в бухту. Восточная группа состояла из трёх фортов, западная — из пяти. С суши Порт-Артур был окружён целым поясом фортов и батарей, но большинство их были полевого типа, и вооружены они были самыми разнообразными крупповскими орудиями.