然而就如日本海军多次遇到的“好运”一样，幸运女神又在关键性的时刻降临到了日本人的头上。14时20分，“赤城”舰舰尾的120毫米口径速射炮击中了“建中”舰的后甲板。随着装有下濑火药的炮弹爆炸，迸发出一团巨大的火球，紧接着有毒的黄烟滚滚而起，“建中”舰的舰尾一瞬间就变成了火的世界。
几艘乾国鱼雷巡洋舰追击的脚步都随之停顿了下来。“二时二十分，‘赤城’舰尾第四号炮发射的炮弹击中了‘建中’舰后甲板，终于引起大火。敌军各舰见此情形，为救援‘建中’而降低了船速，聚集于‘建中’舰周围。”
而趁着乾国鱼雷巡洋舰忙着救助“建中”舰的功夫，上层建筑几乎已经被打成一片废墟的“西京丸”拼命奔逃，借着烟雾的掩护，渐渐驶出了乾国舰队的视野，侥幸获得了一条生路。但小小的“赤城”却已经摆脱不了被击沉的命运了。
在“西京丸”逃入烟雾之中时，“赤城”也转舵逃跑，乾国鱼雷巡洋舰“建骥”号立刻对“赤城”进行追击，拥有20节最高航速的“建骥”号轻松的就追上了“赤城”，此时航海长佐藤铁太郎已经包扎完毕，重新站到飞桥甲板上，指挥日本水兵们奋力开炮向“建骥”号射击，“建骥”号则用140毫米口径加纳炮和75毫米速射炮狠狠还击，机关炮手们更是开动砰砰炮向“赤城”号的甲板横扫，弹雨火流直射向“赤城”号的飞桥，在飞桥上指挥的代理舰长佐藤铁太郎在一瞬间被数发40毫米机关炮弹生生撕成了碎片，化作了横飞的血肉，落入到了大海之中。
在“建骥”号猛烈的炮击中，“赤城”左舷被击中，船壳板立刻发生破裂及至部分脱落，“建骥”舰上的乾国海军官兵甚至可以看到“赤城”舰裸露出来的钢梁肋骨！很快装有林氏火药和苦味酸的140毫米炮弹又在“赤城”的主甲板上造成了2、3处火灾，全舰被大火围困，浓烟滚滚，海水从舰体的裂口大量涌入“赤城”舰内，“赤城”无可挽回地向左发生着倾斜。
重新装好了鱼雷的“建骥”号试图对“赤城”发射鱼雷，但乾国海军官兵们似乎是觉得不值得用宝贵的鱼雷去对付这样一艘不到一千吨的小炮舰，经过短暂的犹豫之后，“建骥”还是决定用火炮彻底击毁“赤城”。
在一刻不停的炮击中，早已成了熊熊火海的“赤城”舰不断地向左倾斜，高级军官全被打死。轮机舱里，已经没有任何生还希望的日本官兵们还在努力完成自己的工作，代理舰长的松冈修藏打算操纵军舰往东北方向的浅水区运动自救，然而一切已经成了定局。连续遭受了半个多小时饱和炮击的“赤城”再也无法支撑，舰体向左侧不断倾斜，右侧舰底的螺旋桨渐渐露出了水面，军舰的侧倾逐渐到达可怕的90度，而“建骥”的炮火还在不断地倾注到“赤城”上，舰首部位燃起了更大的火灾。4分钟后，“赤城”向左侧翻转，倾覆到了海中，成为了丁酉战争中第一艘也是唯一一艘被乾国鱼雷巡洋舰用火炮击沉的日本军舰。
随着“赤城”舰的沉没，海面上的炮声渐渐的沉寂下来，这场“近数十年东西各国所未有”的激烈海战终于进入了尾声。
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