Когда в устье реки показались крейсер «Пинг-Иен», минный крейсер «Кванг-Пинг» и два миноносца, адмирал Тсубоя пошел им навстречу, но был отозван сигналом старшего флагмана для прикрытия пострадавших концевых кораблей первого отряда.
Вернувшись к месту боя, Тсубоя вступил в бой с центром китайского флота и прикрыл атакованные китайцами корабли. Затем бой разделился на две части: «летучая эскадра» сражалась с двумя китайскими крейсерами и кораблями, подошедшими из реки, а Ито вел бой против броненосцев. Японские соединения, пользуясь преимуществом в скорости хода, поражали противника, маневрируя вне сферы действия торпед. Спустя час «летучей эскадре» удалось потопить крейсер «Кинг-Иен» и повредить крейсер «Пинг-Иен».
Адмиралу Ито, действовавшему на дистанции 1015 кабельтовых против двух китайских броненосцев, так и не удалось ни разу пробить их броню. Один из китайских броненосцев двумя 12-дюймовыми снарядами нанес флагманскому крейсеру японцев «Матсушима» настолько сильные повреждения, что адмирал Ито вынужден был перенести свой флаг на крейсер «Хашидате».
К этому времени на китайских кораблях стал ощущаться недостаток в фугасных снарядах и им пришлось стрелять бронебойными, которые пробивали японские крейсера насквозь, но большого вреда им не приносили. В 17 час. 30 мин. бой прекратился. В этом бою китайцы потеряли пять крейсеров, японцы не потеряли ни одного корабля, но четыре крейсера имели большие повреждения.
Решительная победа не была одержана ни той ни другой стороной. Китайский флот выполнил свою основную задачу высадил войска, а японцы, несмотря на свое превосходство в силах, не смогли предотвратить эту высадку. Стойкость и упорство китайских моряков заставили японцев отказаться от продолжения боя. Это видно из донесения адмирала Ито: «В 5 час. 30 мин. пополудни, писал он, видя, что к броненосцам Тинг-Иен и Чин-Иен присоединяются другие корабли, тогда как летучая эскадра отдалилась от меня на большое расстояние, а также видя, что солнце приближается к закату, я прекратил бой и отозвал летучую эскадру».
Потеря пяти китайских кораблей была вызвана:
преимуществом японского флота в скорости хода, что давало ему возможность командовать дистанцией боя и производить охват флангов китайского флота, корабли которого не могли ни применить таран, ни использовать торпедное оружие;
наличием на японских кораблях скорострельной артиллерии, которая вела эффективный огонь фугасными снарядами, вызывавшими пожары на китайских судах;
более высокой тактической подготовкой японского флота.
В бою при Ялу впервые в истории военно-морского искусства нашли применение скорострельные орудия и новые фугасные снаряды. Именно скорострельная артиллерия решила исход боя.
Бой выявил значение скорострельной средней артиллерии калибром 152 мм, которая сыграла роль главного оружия в борьбе с противником.
Крупной артиллерии отводилась вспомогательная роль. Ее задачей была пристрелка на больших дистанциях предельных или превышающих дальнобойность средней артиллерии, а также при сближении с противником на короткую дистанцию пробивание бронебойными снарядами поясной брони корабля противника вблизи ватерлинии с целью нарушения его пловучести.
Бой показал исключительное значение бронирования кораблей. Толстая, даже стале-железная броня хорошо противостояла снарядам, в том числе и крупных калибров. В то же время не защищенные броней части борта и надстройки легко подвергались разрушению фугасными снарядами, вызывая многочисленные пожары.
Таран утратил свое прежнее боевое значение. С увеличением дальнобойности артиллерии сближение с целью нанесения таранного удара стало маловероятным.
Бой показал также высокую живучесть броненосцев, что определило в дальнейшем развитие этого класса кораблей в качестве основного боевого ядра флота. Под влиянием опыта боя при Ялу на броненосных крейсерах были усилены основные боевые элементы, в первую очередь бронирование и скорость хода.
Взаимодействие японских сухопутных и морских сил при захвате китайских баз. В октябре 1894 г. 1-я японская армия, форсировав Ялу, вторглась в пределы Южной Маньчжурии. Для последующих действий на театре необходимо было взять Порт-Артур, который должен был одновременно служить промежуточной базой флота для обеспечения действий на пекинском направлении и крепостью на фланге сухопутных сообщений японской армии.