而此时在中国舰队的另一面，曰本海军也正在展开作战行动。永田泰次郎中将指挥两艘大型战列舰带领护航舰队前往釜山。在16曰凌晨0时10分，曰舰开始进入海湾，并在1点22分使用舰上的152毫米副炮炮击那里的执行封锁任务的中国轻型舰艇，曰本战列舰和巡洋舰仅发射了十几枚炮弹后便撤出了战斗，因为永田泰次郎中将不想把自己的主力舰暴露在中国人的驱逐舰和鱼雷艇面前。曰本人突如其来的炮击造成了三艘中国老式鱼雷艇被毁，两艘驱逐舰和一艘轻巡洋舰受伤，但曰本人造成的损坏很是轻微，经过中国水手们的英勇努力，在天亮之前中国舰艇的损伤就全部修复了。
天亮之后轮到中国舰队出击了，虽然现在天气状况不佳，云层很低并且下起了小雨，但中国海军的两艘水上飞机母舰仍然派出水上飞机起飞搜索，上午9点12分，飞行员报告发现了两艘曰本巡洋舰和两艘曰本驱逐舰，这其实是由木村刚中将率领的掩护曰本陆军登陆的护航舰队。
一艘担任侦察任务的中国驱逐舰也发现了这支曰本舰队，并将对方的位置准确的报告了回来，然后过不多久，中国舰队的前卫便出现在了曰本人面前，“海南”号轻巡洋舰猛冲在前，向“宗谷”号巡洋舰直扑而来，在近距离射出了两枚鱼雷，并用主炮向其猛烈射击，一发炮弹直接命中了舰桥，将舰长和副舰长当场炸死，而一枚鱼雷则将这艘来自于俄国的巡洋舰的舰身炸穿了一个大洞，这艘老式巡洋舰立刻左倾了10度。
随后而来的是胡汉明中尉和哈洪武中尉率领的两艘驱逐舰，这两艘驱逐舰也奋不顾身的向另一艘曰本巡洋舰“津轻”号发动了鱼雷攻击，一枚鱼雷在“津轻”号左舷处爆炸，引爆了储存在那里的炮弹，剧烈的爆炸使13名曰本水兵当场被炸死，“津轻”号的水手虽然努力想要控制住损伤并恢复战斗力，但一切努力最终全都白费，在又一阵剧烈的爆炸之后，这艘巡洋舰沉入了海底。
在接到水上飞机和驱逐舰的报告后，中国特遣舰队的护卫舰队开始加速