海上遭遇
对中日双方海军来说，大东沟海战都是一场不期而遇的“遭遇战”。甲午战争从一开始就有陆、海两个战场。由于清军在朝鲜半岛陆战不利，不得不从海路调兵增援前线。1894年9月16日清晨，4000铭军（主帅刘铭传）及装备分乘5艘运兵船，从大连湾出发，午后抵达鸭绿江口的大东沟，直至午夜才卸船完毕。北洋海军主力在提督丁汝昌率领下，进行了全程护航。至17日上午，完成护航任务的北洋舰队起锚返航，准备接下来的护航任务。
那么，日本海军是不是有备而来呢？尽管其海军军令部长桦山资纪的确授意联合舰队司令官伊东佑亨“事或至此，唯为国奋进一死而已”，决意与北洋海军决战，但日方也未料到只是一次护航任务，北洋海军主力竟倾巢出动。日本海军当时编成联合舰队本队、第一游击队、第二游击队（泊于仁川）、第三游击队（在大同江）等队，然而，伊东佑亨只率领不到半数的舰只（本队与第一游击队）出发。实际上，联合舰队此行的目的只是为了寻找、袭击中国军舰和运兵船，上演第二次“丰岛海战”而已。
人类历史上第一次大规模蒸汽铁甲舰队之间的海战，在对阵双方皆准备不足的情况下爆发了。
从参战军舰的对比看，双方可谓旗鼓相当。北洋海军以当时亚洲首屈一指的铁甲舰“定远”“镇远”居中，“来远”“致远”“济远”“广甲”为左翼，“经远”“靖远”“超勇”“扬威”为右翼。后来，在大东沟口外担任警戒的“平远”和“广丙”两舰及鱼雷艇也赶来参战，主力（铁甲舰与巡洋舰）共有12艘。反观日本联合舰队，其航速最快的“吉野”“高千穗”“秋津洲”和“浪速”号巡洋舰（编为第一游击队）担任先锋。旗舰“松岛”及“千代田”“严岛”“桥立”“比睿”“扶桑”“西京丸”“赤城”为本队，随后跟进。日军参战舰艇数量，恰好也是12艘。以排水量计，相比北洋舰队（大约3.4万吨），联合舰队（大约4万吨）占优势。但是，其中也有“水货”。炮舰“赤城”排水量不过600多吨，在双方主力战舰里垫底。“西京丸”的排水量虽高达4100吨（超过“定远”“镇远”之外的北洋海军军舰），却是商船临时改装的“代用巡洋舰”，作为桦山资纪的座舰，舰上只装了3门炮。刨去“赤城”与“西京丸”，联合舰队与北洋舰队参战军舰（不计鱼雷艇）相差无几。
可是，经过5个小时的鏖战，双方都没做好充分准备的黄海海战的结局却是“一边倒”。北洋水师“致远”“经远”“超勇”“扬威”4舰沉没，“广甲”触礁后被毁；日本联合舰队仅有“松岛”“吉野”“比睿”“赤城”“西京丸”5舰遭重创，未沉一舰。两相对照，显然北洋舰队的损失惨重得多。换言之，北洋海军在这场海战中失败了。
器之不利
黄海海战如此结局，原因何在？过去有人以所谓“军舰主炮晾晒衣物”的传闻，断言北洋海军水兵素质低劣。这并非事实。当时，在北洋海军服务的洋员曾表示，战前北洋海军水兵斗志旺盛，“渴欲与敌决一快战，以雪广乙、高升之耻”。而在黄海海战实战中，北洋海军官兵表现出来的战斗素养也是高于对手的。比如，北洋舰队“定远”的4门305毫米主炮，在黄海海战中共发射120发炮弹，平均每门炮发射30发。而联合舰队的“浪速”的2门260毫米主炮共发射33发炮弹，平均每门仅16发。这还是在“定远”的老式架退炮的装填及发射过程比敌舰的260毫米炮费时费力得多的情况下的结果。此外，“镇远”上的2门150毫米克虏伯炮发射炮弹148发。而“浪速”虽在海战中发射了151发相同型号的炮弹，但它装备了多达6门克虏伯炮。可见，北洋舰队水手们平时的训练程度及战时英勇无畏的战斗精神，都不应受到质疑。