为了充分发挥船政造军舰的速度方面的优长，何心川和另外三舰的管带商议后，随即着手将军舰送入上海船坞，刮洗船底，以提高军舰航速。得到南洋军舰已抵上海的汇报后，李鸿章知道南洋4舰不具备编队作战能力，又专门致电何心川，要求南洋4舰听从船政水师方面调度，“南洋师船修好自应往台湾会齐，一切听从林抚军号令，不得自行其事！”
但李鸿章和何心川都没有想到，南洋4舰将遭遇一场不期而遇的意外战斗。
1874年7月8日，天气阴霾，南洋水师4舰从吴淞口起航，踏上了南下之路。
在这支舰队从上海出发时，当地各种报纸都加以特别报道，称这意味着中国海军南下报复日本人。随即类似的新闻又传至海外报媒，一时间媒体成了援台舰队实力的放大镜，沸沸扬扬的炒作报道，但由于一直未能靠岸，南洋水师出动的消息并没有传到日本舰队的最高指挥官桦山资纪的耳中。
在拦截中国运兵船队失败后，桦山资纪气恼之余，放弃了拦截运兵船队的主意，打算封锁中国沿海，截断中国的海上商路。经过连续几日的搜寻，桦山资纪带领日本舰队一路斩获颇丰，不担捕获了大量的中国帆船和明轮船，获得了大批的物资，还击沉了两艘伪装成商船的海盗船。
桦山资纪此时并不知道，林义哲已经得到了报告，知道了日本舰队在闽浙沿海活动的消息，只是为了保证援台陆军的顺利登陆，才没有马上出动前来进攻。
7月11日清晨，日本舰队在向北航行的途中，停泊于临时锚地时，通过陆地上的早已潜伏下来的日本谍报人员，得到了一条来自上海的消息。神秘的情报提供者向日本舰队告知，中国南洋水师的4艘军舰从上海出发的消息。桦山资纪得知消息后，立刻决定北上截击。
到达台湾海域之后，桦山资纪已经从日本间谍处得知了先前到达台湾的日本舰队已然全军覆没的消息，心惊之余的他放弃了和林义哲的主力舰队进行决战的打算，决心以牵制性的战术调动中国海军，使其疲于奔命，再寻机向分散的中国军舰发动进攻，改变双方的力量对比，然后再实行决战。
鬼使神差的是，何心川带领舰队南下，刚好和日本舰队的航线发生了重叠。此时的何心川，急于南下和船政水师会合，他先派遣“飞鹏”号高速通报舰前去船政水师锚地通报消息，自己督率南洋4舰一路全速前进，并没有想到，日本舰队刚好横在他们的航线上。
7月13日凌晨5时30分，日本舰队旗舰“龙骧”号铁甲舰桅盘内的哨兵突然发现己方先导舰“筑波”号挂出了一组示警旗语，“4艘军舰在北边！”得到这一消息，苦苦狩猎多日没有所获的桦山资纪大喜过望，立即发出口令“准备战斗！”中日舰队就这样在凤山岛附近海域不期而遇，相遇时双方成对向航行的态势。
见到旗舰发出号令，“龙骧”、“筑波”、“富士山”和“阳春”4艘日本军舰上的官兵立刻动作起来，很快所有的炮位都进入备便待命状态。上午7时凤山岛外海面太阳完全跃出海平线，日本军舰彻底辨清了前方4艘军舰就是南洋水师援台的舰只。旗舰“龙骧”号的桅杆上张开了一面面风帆，桅顶上跃出了巨大的太阳旗，以此为例，其余日本军舰也全部换挂这种战时旗帜（海军使用的巨型国旗称为战旗，主要在作战和重大礼仪场合使用），并张起了风帆提高航行速度。
南洋水师援台舰队此时也终于发现了正对着自己杀气腾腾而来的日本军舰，何心川心怀激荡之余，立刻指挥军舰“前驶迎敌”。
看到对方是由一大三小四艘军舰组成，而且航速并不快，最大的一艘军舰也比不上“龙骧”号，桦山资纪心下略定，立刻发出了攻击的命令。
而看到对面出现的日本舰队，当先是一艘铁甲舰，何心川暗暗心惊，但他并没有犹豫，而是立刻指挥“万年清”号高速冲了上去。
由于南洋4舰从未进行过编队作战训练，此时前进时排的又是两路纵队，见到敌舰出现，旗舰升起战斗旗号后便直冲敌舰而去，速度相对稍慢的三艘中国炮舰也加速一窝蜂的向日本舰队冲去。
有趣的是，日本舰队似乎也没有编队作战的意图，看到中国军舰出现，也是乱哄哄的一拥而上。
福岛敬典指挥“龙骧”号铁甲舰直向“万年清”号冲去，福岛敬典已经认出了对方是“万年清”号炮舰——这艘大清帝国的第一艘蒸汽军舰，曾不止一次的出现在日本国内的报纸当中，他再熟悉不过。
福岛敬典的意图很明显，四艘中国军舰当中，“万年清”号吨位最大，火炮最多，速度最快，又是旗舰，如果能一举将其击沉，剩下的三艘中国小型炮舰就好对付了。
但让福岛敬典万万没有想到的是，伊藤隽吉中佐指挥的“筑波”号大型炮舰，竟然凭借自己的速度快，抢在了“龙骧”号的前面，和“万年清”号交上了手！
“该死的混蛋！”看到伊藤隽吉竟然敢如此明目张胆的抢功，福岛敬典不由得在心里暗骂了一句。
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