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牟田将海军常备舰队和西海舰队合编为联合舰队，以伊东祐亨为联合舰队司令官，坪井航三为常备舰队司令官，相浦纪道为西海舰队司令官。
常备舰队编成如下：
战舰：大风、凤翔、松岛、严岛、桥立、扶桑、浪速、高千穗、比睿、吉野、高砂、千代田、秋津洲；
通讯舰：八重山；
附属舰：驻紫、爱宕、摩耶、鸟海、天城；
另有运输船山城丸、近江丸，以及鱼雷艇五艘。
西海舰队主要由小型铁甲舰金刚号以及数艘炮舰组成，负责日本近海防卫。
至此，日本海军已经完成了对清作战的组织准备工作。
在海军战略方面，牟田主张采取攻势，利用己方的优势兵力夺取和掌握制海权。日本大本营采纳了牟田的主张，并根据海军的战况和进展，制订了相应的作战方案。
7月22日，日本大本营向伊东司令官发出命令：贵司令官当率领联合舰队控制朝鲜西岸海面，在丰岛或安眠岛海域附近的方便地区，占领临时根据地。同时，日本政府还通过英国驻日本公使楚恩迟转告清政府：如果中国派兵增援驻朝军队，应视为对日本表示敌意的行动，日本有权发起攻击。
当时，海军大臣西乡从道提出质询：此期间若遇中国舰队，或中国有增派军队之事实，日本舰队立即开战，在外交上有无困难？
外交大臣陆奥宗光果断地回答：“作为外交上的顺序，没有什么问题。”这就赋予了日本海军袭击北洋舰队的行动自由。
在这种情况下，历史上的丰岛海战不可避免的重现了。
不过，自认为有英国的帮助和德国的“暗中支持”，李鸿章在思想上更为积极。
当时，牙山清军已经处于险境，和日军相比兵力大大不足，但是由于有良好的防御工事，因此李鸿章决心大举增援，以使日本不敢妄动。
7月22日早晨，丁汝昌命济远，广乙、威远三舰由威海出发，以副将济远管带方伯谦为队长，护卫爱仁、飞鲸等运兵船到牙山，并到大同江一带游巡。本来，丁汝昌准备率海军大队随后接应，但李鸿章来电否定了丁妆昌的计划，不过考虑再三，尤其是从德国回航的新式装甲炮舰“宁远”号和“抚远”号已经抵达威海，正在紧张的安排人员和演练武备，所以本着持中而论的念头，他下达了“以致、靖二舰负责接应”的命令。
由此，丰岛海战的面貌被彻底改写。
23日，济远等三舰抵达牙山。24日早晨4点，爱仁号到达牙山，8时，卸载完毕，即出牙山口返航。同日下午，飞鲸来到。因为威远已在早晨送电报往仁川，此时尚未返回，只有济远、广乙两舰协助卸船，再加上飞鲸装兵虽然较少，但其他杂项较多，除四个营的粮米八百石，军马四十七匹外，还装有大量的余银、炮械、子药等件，所以卸船比较费时间。
此时，中**舰发现一日舰在白石浦口外游弋。到下午5点，威远由仁川回到牙山。威远管带林颖启报告称：接英国舰长罗哲土的消息，说日本大队兵船明日即来。
方伯谦见情况紧急，考虑到威远是木船，不能承受炮火，而且行驶迟缓，万一出口遇敌，徒然损失一船，便令威远于当天晚先行离开牙山。
到25日凌晨，飞鲸船上的兵马才有过半登岸。
延至早晨4点，飞鲸所载兵、马、粮米、军饷、炮械、子药等已大部分上岸，方伯谦不敢再耽搁，便率济远、广乙起碇返航。
不过，回航的时间已经太晚，日本第一游击舰队的4条快船已经逼近了牙山湾口。
上午8点，日本第一游击舰队和济远、广乙二舰迎面相遇。坪井航三在旗舰“浪速”号上下达了开战的命令。浪速