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这不是一次战斗，只是一次单方面的屠杀。
——观战的米利坚巡洋舰“企业”号舰长
9时55分，乱战之初，明法两军的位置是这样的：
靠东侧是法军前队的“凯旋”、“拉佩鲁斯”、“益士弼”、“精灵”4舰。
略微靠西的是明军9舰。
再向西一点，是法军后队的“杜莎佛”、“豹子”、“弓手”、“鲁汀”、“突袭”、“弯刀”、“马枪”7舰。
看起来，似乎是法军11舰把明军9舰夹在当中，简直形势一片大好啊。
然而实际上，法军后队7舰只有一艘巡洋舰，其他全是些几百吨的小炮舰，对明军的威胁小的可怜，以至于明军都不太愿意理会他们，宁愿集中火力对付更有战斗力的法军前队5舰。
进入乱战状态后，明军解散整体编队，以2艘姐妹舰为小队的形势互相掩护，独自对付敌人。
“定远”、“镇远”理所当然的选择了法舰“凯旋”，可是这艘4650吨的装甲舰似乎有一位老手舰长，操舵异常灵活，两次避开定镇的撞击，同时所有火力全开，打的定镇火花四溅（但都没击穿）。
定镇花了将近十多分钟，始终未能制伏“凯旋”，最后，失去耐心的刘步蟾下令“定远”换装穿甲弹射击其舰舯，尝试攻击法舰动力，迫使其减速，而林泰曾指挥的“镇远”则用榴弹射击法舰上层建筑，削弱其反击火力。
10时10分左右，之前气喘吁吁跟在主力后方，被扔下很远的明军“康济”、“泰安”、“登瀛洲”、“海境”四舰终于赶到战场，这四舰的加入，使得原本被夹击的明军现在反而对法军前队形成夹击。
10时13分，“镇远”命中“凯旋”侧舷主炮位，并引起一次小规模殉爆，木质甲板被点燃（凯旋这种老式装甲舰是内层木壳外镶嵌装甲，船上木结构件很多）。
这次火势并不大，然而主炮位后方通向弹药库的输弹口是敞开的！
法军士兵毛骨悚然，一拥而上拼命救火，就在此时，“镇远”射来的一发150榴弹命中同一部位，正在救火的法军如同收获时的麦子一般倒下一片。
随后，“镇远”号桅盘上的速射炮对这里密集的人群扫射一轮，几乎把剩下的救火队员全部打死。
1分钟后，“定远”的穿甲弹也取得战果，一枚305炮弹击穿装甲带和三层舱室，钻入锅炉仓，之后又马不停蹄击穿一座锅炉和另外两层舱室，最终停在“凯旋”号的军官居住室内。
这一炮只摧毁一座锅炉，但也让“凯旋”号失去三分之一的动力，航速由最高峰的12节跌到7节左右。
敌舰航速慢下来，剩下的事就好办了，“定远”号不顾法军几艘炮舰围攻牵制，调转船头，对准“凯旋”准备发起撞击。
不过，这最后一击最终没用出来，“镇远”榴弹引发的火灾通过打开的提弹井进入“凯旋”号弹药库，引发240mm弹药库殉爆，法军最后一艘装甲舰当场炸成一团火球！
随着“凯旋”号沉没，剩余法军士气崩溃，开始各自逃命。
明军自然不会这么轻易的放过他们，舰队依旧以小队的形态，各自选定一个目标发起追击。
法军兵败如山倒。
10时30分，明军“济远”、“沧远”击沉重伤无法动弹的法军“雷诺堡”号巡洋舰。
11时左右，“开济”、“寰泰”击沉炮舰“弓手”。
11时05分，“定远”击沉炮舰“益士弼”，“镇远”击沉炮舰“突袭”。
11时20分，炮舰“精灵”号在走投无路的情况下，被迫降旗投降，随即“南瑞”号组织陆战队跳帮，控制了这艘排水量650吨的炮舰。
11时50分，一直没能发挥作用的明军炮舰队终于抓到一个目标，那就是炮舰“马枪”号，这艘470吨的小船在4艘1300吨炮舰的围攻中坚持了20分钟才最终沉没。
12时整，丁汝昌下令各舰放弃追击集合，随即舰队开始打扫战场。
12时20分，巡洋舰“济远”号与孙笑指挥的杆雷艇39号相遇，随即孙笑等人被转送到“定远”号上。
在旗舰的飞桥上，笑容满面的丁汝昌和刘步蟾亲自接见了孙笑和他的战利品利士比少将，不过还来不及互相道贺，孙笑就上报一条消息：之前海战中起火退出的巡洋舰“费勒斯”号还在附近浅水区，并未离开。
原来，上午时趁法军主力全部出港的机会偷偷摸摸溜出港口的孙笑一直不敢在激战正酣时归队，因此只能在附近游弋，等待战斗结束。
却没成想正好碰到了受创后自救的“费勒斯”号，孙笑盯着这艘船等了3个多小时，确定它没有逃离的意愿（大概也是没有那个能力了）后，才来与本队会合。
于是，“定远”、“镇远”、“济远”、“沧远”四舰在孙笑的指引下，于海防港以南3海里外的浅水区找到法弥斯巡洋舰“费勒斯”号，最终此舰拒绝投降，被明军集火击沉。
至此，海防海战终于落下帷幕——暂时。
因为海防港内还有1万法弥斯陆军和20多艘辅助舰/运输舰，南北水师还得执行封锁海防港并支援陆军的任务。
当然，相对海战来说，这些任务都十分轻松，而且明军已经可以宣称获得海战的胜利了。
885年1月2号的海防海战中，明军出动14艘战舰和1艘鱼雷艇，以自身损失1艘鱼雷艇（孙笑抢到39号杆雷艇后，为避免落入敌手，把这艘艇自沉了），阵亡107人，受伤292人为代价，彻底击溃法弥斯第一远东舰队。
海战中先后击沉法军装甲舰“胜利”、“凯旋”；一等巡洋舰“都威尔”；巡洋舰“黎峨”、“雷诺堡”、“费勒斯”；炮舰“彗星”、“羚羊”、“弓手”、“益士弼”、“突袭”、“马枪”。
另有装甲舰“巴雅”号重创（港内水深不足，最终座底搁浅，甲板与水面几乎持平，上层建筑都还露在水面上），炮舰“精灵”被俘。
法军永久损失14艘战舰，损失吨位超过3万！
人员阵亡1855人，受伤621人，另有包括司令利士比少将在内的303人被俘虏。
战斗以大明海军获得全胜而告终！