扬州舰连续两轮射击后，苏州舰也开始加入对扶桑号的联合射击，在又过了两轮无效射击后，扬州舰和苏州舰再次中弹，这次分别是八重山号和比睿号的战果。
邵铁均毫不动摇，坚持让两舰对着扶桑号开火，在本舰第六轮射击后，观测手报告弹着点左二前一，然后这名资深观测手不顾条例规定，高叫道连续开火，舰桥里枪炮长倒也不含糊，直接下令开火，不到二十秒时间，左右舷连续开火，在本舰舰体的抖动中，对面的扶桑号右舷炮台中弹。
扶桑号作为日本最早服役的一艘钢铁战舰，主炮安装可谓是前卫超前，采用腰炮房围甲设计，四门240毫米主炮安装在舰体舯部甲板以下的铁甲围壁内，每门炮与首尾基线呈65度角布置，每炮射界为基准位置的左右各35度，号称是可以360度无死角射击，但如果舰首尾对敌时，左右30度内又变成射击死角，为此，又在腰炮房两侧上甲板上，各安装了2门170毫米单装炮。
此时的扶桑号，前面由于左舷被一发300毫米实心弹打穿过，所以，这次已经转向150度，为了让主炮能有更好的射击角度，舰长新井有贯大佐下令让舰首略偏东，殊不知这道命令差点葬送了扶桑舰。
一发炮弹打在上甲板的170毫米火炮尾部，巨大的弹头先是将敞开的螺旋式炮闩打断，顺带着将正在装填的一名炮手胳膊擦断，然后深深的砸入上甲板，崩裂的炮尾零件和栎木甲板碎片带着极高的速度，将边上站立的几名炮手打的满身窟窿，尤其是刚才正在装填的炮手，还没等其感觉到痛，一块碎片直接横插着穿过颈部的大动脉，倒落的人体带着飞溅的鲜血喷出来，淋在300毫米炮弹露出甲板的尾部，激起一阵白烟和刺鼻的血腥味。
紧接着第二发炮弹打中腰炮房后部的主炮炮管上，240毫米炮管被打中后，向着一侧摆动，瞬间超过了右转35度的限位装置，然后变形，连带着炮管后部在炮房里反方向转动，到了限位之后，巨大的动能将炮架固定在钢铁地板上的数十个巨大螺钉尽数拔起，然后旋转着将前后两个战位上站立的水兵尽数打到，一名避让不及的水兵被拦腰打中，整个上半身飞出去扑在前主炮上，鲜血和掉下来的内脏铺满一地，腰部以下带着被直接打断的惨白色的腰椎骨，还有缠绕着的乌青色肠子，扑到在地上，两条腿还在无意识的抖动，整个腰炮房里一片狼藉，犹如血肉道场一样，人体残肢和内脏碎片铺满地板，散发出令人作呕的气息，盘踞在封闭的炮房里久久不能散去。
很可惜，大明铁甲舰上的主炮穿甲弹一直有问题，内置的1公斤左右黑火药在实战中很难被激发引爆，不像日本120毫米以上的速射炮，大部分配备了弹尾引信，靠炮弹撞击目标后突然减速，引信内撞针依靠惯性前冲，激发内部雷汞等烈性炸药，然后再引爆炮弹。日本海军部为了这次作战，紧急配发了一批灌装号称“下濑爆药”的炮弹，炸药非常敏感，甚至引信撞击后就可以直接引爆混合木屑的苦味酸炸药，并且秘而不宣，仅以黄色内爆弹作为代号。
反观大明水师的穿甲弹，由于江阴枪弹厂因为材料技术不过关，一直解决不了穿甲弹类型的炮弹延时起爆难题，导致十次试验有九次是在靶标上扎个窟窿，主要原因是弹壁厚，药室小，装药量少，弹尾引信撞针甚至来不及激发起爆药就已经绷断，不像开花弹，弹头引信只要碰到目标表面就可以引爆。
江阴厂某位天才索性将穿甲弹的内壁处理的非常粗糙，指望炮弹在命中目标时，依靠药室里面黑火药与内壁摩擦后自行引爆，起爆率与装了不可靠弹底引信的炮弹相差无几，而且江阴厂美其名曰“极大节约了生产成本，有效保障了海兵训练要求”，加上这时各个海上强国的穿甲弹都差不多，大部分是靠坚硬的弹头撞击装甲，所以时间长了大家伙也就见怪不怪，以为各国穿甲弹均是如此，平时就都以实心弹（注）称之。
随着扶桑号丧失炮战能力，加上大明水师后方出现高速航行下午三时四十二分，舰长新井有贯大佐下令，升起“本舰重伤、退出战斗”的信号旗，率先开始撤退。
紧接着，一直在海上跳着狐步华尔兹，除了最开始打中扬州舰一发近失弹，此后既没被大明水师主炮击中，也没有更多有效命中的八重山号，仅中了几发75毫米炮弹近失弹后，随即也开始撤出战斗，并且升起信号旗，命令战斗前在后方盯着的五艘鱼雷艇开始前出掩护。
随后，日本联合舰队诸舰，也纷纷开始撤离。
下午四时十分左右，前出的鱼雷艇开始在800米左右释放鱼雷，由于扬州舰和苏州舰舰上的速射炮大部分被毁，只能依靠前后桅杆上的格林炮进行阻拦，所以两舰开始转向避让，不到五分钟时间，从丰岛后方绕出来的四艘雷击舰纷纷赶上，来不及抵近威胁撤退的日本诸舰，一方面向在海上航行的鱼雷紧急开火，一面驱离还在海上逡巡的日方鱼雷艇，一时间两艘铁甲舰被闹得手忙脚乱，最后仍然有一枚鱼雷擦着扬州舰而过，最终在舰尾处爆炸，这次爆炸，让原本已经勉力支撑的邵铁均再次昏迷过去。
这也导致再次接任指挥权的林忠植上校彻底丧失斗志，于7月18日下午四时十九分，下令全军撤退。
鏖战将近八个小时的丰岛海域终于恢复平静，影响深远的丰岛海战落下帷幕。
在返航途中，雷鸣舰打头领航，扬州舰、苏州舰次之，其余三舰在周边协助灭火，用着不到五节的航速，缓慢行驶，很快还在冒烟的浙柯舰加入队列。
在傍晚六点左右的时候，行驶至丰岛西北海域时，扬州舰上火灾被彻底扑灭，在前面雷鸣舰用小划子运送药品，雷炎、雷电两舰冒险用缆绳把医官和救护兵送上两舰之后，伤员救治也基本上完成。
扬州舰上幸存的海兵们三三两两的靠在舷侧，有的点着烟袋子，有的大胆一点的坐在舷边上，看着两百多米外，一动不动已经停航，海水没过上甲板的丹阳舰，边上雷鸣舰还在边上忙忙碌碌。
注：历史上甲午海战中，北洋水师和日本联合舰队两军的舰载克虏伯大炮配备的穿甲弹，确实都是这种设计，北洋水师称之为实心弹，日本海军术语则称为填沙弹、实弹。最早的穿甲弹中也安装了引信和炸药，不过主要靠摩擦来引爆，但这种设计极不靠谱，命中目标后爆炸概率极低。既然炮弹即使装了火药也不大可能爆炸，克虏伯公司干脆节约成本，销售内部填充砂土的穿甲弹，完全依靠动能“砸”伤对手，所以《甲午风云》中出现的弹头里面填充沙子，并不是北洋水师后勤供应上出现弄虚作假的腐败问题，反而是完全仿制克虏伯公司的后果。至于说为什么不全部配备开花弹，一个是开花弹成本极高，仿制困难，另一个是对手舰体上也有装甲，光靠开花弹很难击穿。