不到五分钟，日本联合舰队就有12艘主力舰被“c-1”型潜艇或击沉或重创，其中包括联合舰队司令官伊东佑亨乘坐的联合舰队旗舰富士级战列舰“富士号”。
此时，“富士号”战列舰是日本第一艘战列舰，也是富士级战列舰的开山之作，已经开始不断倾覆下沉。
看着旗舰如此不堪，伊东佑亨知道大势已去，心里叹息自己没能认真对待美国海军将领的提醒，但此时为时已晚，不顾军舰不断加速下沉的速度，命令舰上通讯兵向后面的舰只，下令撤退。
此时，日本联合舰队尚有20艘2000吨级主力战舰毫发未损，见前往12艘战列舰和重型巡洋舰在短短的一刻钟之内，遭受毁灭性打击，有些舰长也猜出遭到了潜艇的伏击，但是他们也毫无反潜经验，只好一边朝潜艇伏击海域不断发炮射击，另外也下令派出小艇救助即将沉没的军舰上的官兵。
而刘步蟾率领的人民革命军海军水面舰艇，见一击得手，赶忙调转航向，迅速往作战海域进发，支援潜艇部队鱼雷攻势。
“c-1”型潜艇群的连续两轮鱼雷攻击得手，百分百命中日舰之后，面对日军其他舰只射向水力的炮弹，便纷纷散开，各自寻找攻击目标，由水下潜航至目标近处，抵近攻击。
但是由于伊东佑亨已经下令剩余舰只回港，“c-1”型潜艇群第三波鱼雷攻击并未能全部命中敌舰，只重创了3艘2000吨级的轻型巡洋舰。
随着“c-1”型潜艇群屡屡得手，加上日本舰队对此毫无办法，接替伊东佑亨指挥的东乡平八郎接连下令残存的17艘军舰退回釜山港。
这时候，日本联合舰队各舰长均意识到严重性，开战到此时，日军已经损失15艘主力战舰，而自己连对方踪影都未曾见到，简直是对己方的降维打击，于是纷纷下令本舰朝釜山港港内撤退。
“c-1”型潜艇群此时还有36枚重型鱼雷，但是潜艇在水下航速只有8.8节，远不及日本联合舰队新式水面舰艇平均18.5节的航速。
眼见赶不上回撤的日本联合舰队，若进入釜山港，进行偷袭，又对这港口水文资料不熟悉，害怕有损失，“c-1”型潜艇群指挥官下令超日军仅剩的五艘重巡洋舰倾泻所剩的鱼雷。
只见前后一刻钟三波每波12发重型鱼雷朝着逃窜的日本联合舰队后面的军舰打去。只听又几声“轰、轰”声响起，36发鱼雷有三分之一命中日军军舰，又有两艘重型巡洋舰和5艘轻型巡洋舰被命中，或开始下沉或被重创失去行动力。
最终，日本联合舰队残存的三艘重巡洋舰和七艘轻型巡洋舰，以及8艘千吨级炮舰，在指挥官东乡平八郎带领下成功逃入釜山港。
而这时，中华人民革命军海军水面舰艇也赶了上来，对釜山港外海丧失行动力，但尚未沉没的日本联合舰队进行清剿。日军这些军舰进行了顽抗，但是由于失去动力，只能成为人民革命军海军水面舰艇的活靶子了。
大概又战斗了一个小时，两艘受到重创的日本富士级战列舰选择了投降，另有三艘重巡洋舰、两艘轻型巡洋舰也挂起了白旗，选择了投降。其余在釜山外海的日本军舰都先后被人民革命军击沉。
中华人民革命军海军与日本联合舰队进行远东地区史诗级海战，不到三个小时便结束了，以中华人民革命军海军大胜为结局。
此战，中华人民革命军海军无一舰艇损失，并利用潜艇优势，以伤亡21人的代价，击沉日本联合舰队包括旗舰“富士”号战舰在内的4艘战列舰、5艘重巡洋舰、6艘轻型巡洋舰，俘获联合舰队2艘战列舰、3艘重巡洋舰、2艘轻型巡洋舰，击毙日本联合舰队司令长官伊东佑亨在内的官兵2976人，俘获974人。
这场海战，开创了潜艇实战的先河，并首次使用潜艇“狼群”伏击战术。海战结果传开之后，潜艇的威力受到各主要海军强国的重视。英国、法国、德国先后以重金购进了美国已经公开对外售卖的“霍兰型潜艇”，用以发展自己的潜艇技术。
11月2日下午，结束釜山外海海战之后，人民革命军海军官兵成功暂时修复所俘日本军舰之后。人民革命军海军司令员刘步蟾下令由一艘重巡洋舰和两艘轻巡洋舰护被俘日本舰艇送回两艘港进行修理，并将俘获的日本海军官兵押回东北矿区接受劳动改造。
此时，日本联合舰队虽然主力受到重创，但是在釜山港还有18艘战舰。当天下午，日本大本营当得知海战的结果之后，便命令东乡平八郎为新任日本联合舰队司令官。
东乡平八郎，这一年刚好五十岁，萨摩藩藩士出身，早年赴英国学习海军技术。在中日甲午战争时，他任“浪速”号舰长，偷袭中国北洋舰队。
1896年，在战争结束第二年，为了响应日本政府扩充海军，以应对人民革命军海军崛起的号召，东乡平八郎担任日本海军大学校长。1897年，随着英国外交政策的调整，大批英国现役舰艇以极低的价格卖给日本，日本联合舰队急需大批指挥官，于是东乡平八郎又和海军大学大批师生加入了联合舰队。
在上午的海战中，虽然是联合舰队司令官伊东佑亨最早下达撤退命令，但是真正在日本残余舰队撤退中发挥关键性作用的是东乡平八郎，因为此时残存的不少舰长都是他在海军大学的下属或者学生。
得到任命之后，作为有丰富作战经验的东乡平八郎，下令在港口外侧布设大量的水雷和防鱼雷网，防止人民革命军海军的鱼雷艇或者潜艇偷袭，同时派出紧急联络官，加强与釜山港各岸防炮台的联系，防止人民革命军海军水面舰队的强攻。
11月2日下午三时，刘步蟾命令人民革命军海军特遣舰队剩下的27艘主力舰，对釜山港进行尝试性的进攻。
釜山港位于朝鲜半岛东南沿海，始建于1876年，东南濒朝鲜海峡，西临洛东江，与日本对马岛相峙，是朝鲜半岛最大的港口，也是朝鲜半岛南部与日本列岛联系的重要枢纽。港口周边有个高山，便于修筑炮台，作为岸防工程。
日本吞并朝鲜半岛南部之后，便以各种名义免费地大量征发朝鲜老百姓，在釜山港附近山上修筑不少要塞工事，特别是将进入釜山港的各种船只必经之地的五六岛改造成六个由钢筋混凝土建筑而成的海上炮台。五六岛位于釜山南部的一端，每天随潮水涨退情况不同会露出五个或六个小岛，但是经过日本人的改造之后，其成为釜山港应对海上威胁的第一道防线。