8點20分，東北海軍艦隊和美意聯合海軍艦隊按照「八」字形相向而行，靠近到6000米的距離，東北海軍艦隊的第十一輪主炮向敵艦齊射。
「轟……轟……轟……」大部分的炮彈落在了海中爆炸開來，濺起了十幾米高的浪花。但是也有不少的炮彈落在了義大利海軍軍艦和美國海軍軍艦的上面。
在美國海軍戰列線中的義大利海軍全鋼製戰列艦阿方索號，因為擊沉了第二艦隊的飛獅號鐵甲戰列艦，受到了第二艦隊剩下的13艘鐵甲戰列艦的重點照顧，按照第二艦隊指揮官蔣晨的命令，天熊號、天虎號、天鷹號、天狼號、天狐號和天豹號，6艘鐵甲戰列艦把火力都集中到了阿方索號。
本來就因為在開戰之初，就被潛艇偷襲受了重傷的阿方索號，航速只有15節，加上距離已經靠近到6000米以內，讓東北海軍的炮手更加容易瞄準。這輪炮擊，至少有5枚305毫米的主炮炮彈擊中了阿方索號。
最致命的1發305毫米的主炮炮彈直接穿透了阿方索號的甲板76毫米的裝甲，連續擊穿了幾層鋼板，一直鑽進了阿方索號的動力艙內才爆炸，一下子把阿方索號的6台鍋爐全部引爆，不但著起了大火，還把阿方索號的原來封閉進水船艙的艙門給炸開了，海水又開始往阿方索號艦內灌涌。
另外1發305毫米的主炮炮彈又火上澆油的落在了阿方索號幾米遠的海里，形成了近失彈，炮彈爆炸的威力使得海水迅速膨脹，把阿方索號水下面的水線裝甲撕開了一個5、6米的大窟窿。
阿方索號的義大利艦長看到已經堵不住湧入的海水，阿方索號的沉沒已經無法挽救了，於是馬上下達命令，讓阿方索號的義大利海軍官兵棄船逃生，可就在這時，阿方索號上的大火燒到了一處彈藥倉，大火把彈藥倉內的幾十發305毫米引爆了，一陣劇烈的爆炸過後，滿載排水量14974噸的瑪格麗特女王級全鋼製戰列艦阿方索號，被炸的斷裂開來，沒有3分鐘就沉入了海中，阿方索號上面的義大利海軍官兵，雖然艦長已經下達了棄艦的命令，但是他們根本沒有時間逃走，包括阿方索號艦長在內的820名義大利海軍官兵，都隨著軍艦沉入了海底。
阿方索號成為義大利海軍第二遠征艦隊沉沒的第四艘軍艦。
東北海軍第二艦隊的這輪主炮齊射還把美國海軍的全鋼製戰列艦馬薩諸塞號送入了海底。
馬薩諸塞號在開戰之初，就被炸毀了1座雙連裝35倍口徑330毫米的主炮和1座雙連裝35倍口徑203毫米的副炮，幾輪炮戰中，馬薩諸塞號又有1座雙連裝35倍口徑203毫米的副炮被炸毀了，讓馬薩諸塞號只剩下了一半的火力，軍艦也被打的燃起了大火，就剩下半條命。
這輪炮擊馬薩諸塞號直接被1發305毫米的主炮炮彈擊穿了456毫米的水線裝甲，炮彈在艦體內部爆炸的威力，把馬薩諸塞號一處彈藥倉給引爆了，讓只剩下半條命的馬薩諸塞號，把最後的半條命也丟了，沒有用上5分鐘就沉入了海底，成為了美國海軍的第六艘軍艦。
倒霉的美國海軍的厄運還沒有結束，一直在美國海軍戰列線後面游弋，防止潛艇偷襲的奧林匹亞級防護巡洋艦的首艦奧林匹亞號，被不知道那艘鐵甲戰列艦1發打歪了的305毫米炮彈擊中。
這發305毫米的主炮炮彈直接穿透了奧林匹亞號薄弱的37毫米甲板裝甲，又穿透了奧林匹亞號艦內的幾層鐵板，在奧林匹亞號艦體的底層爆炸了。炮彈爆炸的威力一下子把奧林匹亞號的船底都炸爛了，沒有多久這艘排水量5800噸的快速防護巡洋艦就沉入了海中。奧林匹亞號成為了美國海軍的第七艘軍艦。
飛狐號上面一座主炮炮塔內的指揮員，一名東北海軍中尉，正因為剛才開炮的時候，一個浪過來讓飛狐號晃動了一下，自己指揮的這座雙連裝40倍口徑305毫米主炮打歪了，感到有些鬱悶的時候，突然發現其中1發主炮打歪的炮彈，歪打正著，把距離美國海軍戰列線至少近800米外的1艘防護巡洋艦給擊中了，而且看樣子這艘美國海軍防護巡洋艦是沒有救了，這名東北海軍中尉高興的對炮塔內的士兵喊道：「兄弟們，打的好！咱們打沉了1艘美國軍艦，哈哈哈，沒有想到咱們運氣這樣好，炮彈都打歪了，還能擊沉1艘軍艦！」
美國海軍亞洲分艦隊的指揮官喬治·杜威，看著只剩下印第安納號、伊利諾斯號、拉巴馬威號、斯康星號4艘全鋼製戰列艦，和1艘巴爾的摩號快速防護巡洋艦的美國海軍亞洲分艦隊，不禁痛徹心扉的喊出來：「上帝啊！我們美國真不應該插手菲律賓！」
印第安納號艦長美國海軍准將亨利特爾，此時也喪魂落魄的說道：「上帝啊！那個遠東軍事強人林大鑫麾下艦隊實力太強大了！不說軍艦的性能，從命中率就可以看出，單是官兵的素質，他們就比我們美國海軍和義大利海軍都要強不少。指揮官，現在我們怎麼辦？」
接二連三沉沒的美國軍艦，已經讓喬治·杜威有些膽顫，於是他咬牙說道：「我們美國海軍如果繼續單獨面對13艘不次於全鋼製戰列艦的鐵甲戰列艦，我們亞洲分艦隊最後只能全軍覆沒！我們馬上向義大利海軍的第二條戰列線靠攏，尋求義大利的支援！」
頓了一下，喬治·杜威接著說道：「另外和義大利艦隊的指揮官羅百爾特商量一下，這場海戰的局勢已經對我們兩國海軍非常不利了，是不是我們可以考慮撤退了！」
亨利特爾張了張嘴想要說什麼，但是沒有說出口，如果美國艦隊向義大利艦隊靠攏，那麼美國軍艦的戰列線就讓了出來，敵人的13艘鐵甲戰列艦就沒有了牽制，可以從「八」字形的下面橫插過來，搶佔T字頭了，甚至可以橫切到義大利艦隊戰列線的另一面，讓義大利海軍艦隊腹背受敵。
但是現在保存美國海軍剩下的軍艦才是最重要的，於是亨利特爾什麼也沒有說，就遵照指揮官喬治·杜威的命令，給其他的美國軍艦發出了向義大利艦隊靠攏的旗語。
東北海軍第二艦隊的指揮官蔣晨，正在高興自己艦隊的軍艦又擊沉了2艘全鋼製戰列艦，還運氣不錯的歪打正著打沉了1艘美國海軍的防護巡洋艦，這時候突然發現一直和自己艦隊相向而行的美國艦隊剩餘軍艦，竟然全部加速，向義大利海軍的第二條戰列線後面駛去。
蔣晨大喜喊道：「美國人扛不住了！快！以飛熊號打頭，第二艦隊所有軍艦向美意聯合海軍艦隊的戰列線下面橫插，搶佔T字頭！」
隨後13艘鐵甲戰列艦開始調轉船頭，開始加速搶佔下方的T字頭。
而在東北海軍第十一輪主炮齊射中不止有第二艦隊取得了戰果，義大利海軍第一條戰列線上面的瑪格麗特女王級全鋼製戰列艦安吉洛號，被東北海軍瀋陽號的1發305毫米的主炮炮彈擊穿了203毫米的水線裝甲，在艦體內爆炸開來，引爆了3台鍋爐，使得安吉洛號燃起了大火，而且火勢不小，一時半會還撲滅不了。指揮官羅百爾特只好命令安吉洛號先脫離戰列線，撲滅艦上的大火，再返回戰列線繼續作戰。
瑪格麗特女王級全鋼製戰列艦德喬號，被東北海軍逸德號的1發240毫米主炮炮彈擊中了1座雙連裝40倍口徑305毫米主炮的炮塔，讓德喬號也喪失了一半的主炮火力。
義大利海軍軍艦的第十一輪炮擊，也取得了戰果。
東北海軍第三艦隊的興業號大型快速裝甲巡洋艦，被義大利艦隊第二條戰列線上唯一的1艘瑪格麗特女王級全鋼製戰列艦丹特號的305毫米主炮炮彈，擊穿了228毫米的水線裝甲，炮彈在興業號的一處彈藥倉爆炸開來，引爆了彈藥倉內的幾十發210毫米炮彈，把這艘被水師學堂海軍在和日本聯合艦隊金州灣大戰中俘虜，去年又在大連造船廠進行了改造的軍艦，炸成了兩截，時間不久就消失在了海面上。興業號上面的560名東北海軍官兵，逃出來的不到100人，其他包括艦長的460多名興業號東北海軍官兵全部陣亡。
興業號大型快速裝甲巡洋艦成為了東北海軍沉沒的第三艘軍艦。
第三艦隊指揮官姜輝看到沒有多少興業號的官兵逃出來，臉色頓時黯然起來，這已經是第三艦隊沉沒的第二艘軍艦了。
東北海軍第一艦隊的宣德號全鋼製戰列艦，被義大利海軍埃琳娜女王號1發305毫米的主炮炮彈擊穿了甲板裝甲，炮彈在宣德號艦體內部爆炸之後，引燃了宣德號的十幾個船員艙，讓宣德號燃起了衝天大火，第一艦隊指揮官孫喜濤馬上命令宣德號退出戰列線，先撲滅大火。
東北海軍第一艦隊的戰列線上已經有2艘德系全鋼製戰列艦退出戰列線，退到後面滅火去了，第一艦隊的戰列線上還有8艘全鋼製戰列艦，而義大利艦隊第一條戰列線上面西爾維奧號和瓦萊羅號沉沒，帶著重傷的克希馬號剛剛回到了戰列線上，但是燃起大火的安吉洛號又退出戰列線，使得義大利艦隊第一條戰列線還有7艘全鋼製戰列艦。
東北海軍第一艦隊的戰列