首布羅陀海峽入口外海，大暑後第西十二日，午後。
英格蘭與荷蘭聯合艦隊在首布羅陀海戰潰敗後，重新集結了一支配有謝菲爾德鐵匠公會第二批焦炭高爐鑄造炮管的艦隊。第二批炮管的內壁精度比第一批略高，由威廉·布萊斯在謝菲爾德親自監製，炮管內壁在鑄造後經過更長時間的冷卻退火，微氣泡的數量比第一批減少了約兩成，使炮彈初速和射程都得到了提升。聯合艦隊的新旗艦是英格蘭皇家海軍的“皇家橡樹號”，三層甲板，裝備了一百餘門第二批改進型加農炮，船殼用英格蘭橡木和挪威鐵木混合建造，在側舷炮位外側加裝了數層厚帆布和溼沙袋作為防彈層。
北洋水師西進艦隊在首布羅陀海峽入口外的巡邏編隊由十二艘抗冰浪快船組成，指揮官仍然是水師參將林成棟。他站在“定遠號”的艦橋上用望遠鏡觀察著聯合艦隊重新集結的陣型——新的陣型比第一次海戰時更鬆散，每艘船之間的間隔增大，使穿甲彈無法像上次一樣透過彈道網路同時覆蓋兩艘船的側舷炮位區。陣型邊緣的數艘快船還配備了小型拖網——這不是為了捕魚，而是為了在前進過程中持續拖曳水面下方的浮標，以便在遭遇永濟土水下障礙牆或水雷時提前預警。
兩軍在海面上呈兩列平行的縱隊相向航行，與第一次海戰時的戰術態勢相似，但雙方的距離在接近到有效射程之前明顯比第一次更謹慎——聯合艦隊在接近到射程邊界時停在了原地，沒有繼續向前，艦上的加農炮也沒有立即開火。他們在等待——等待順風條件從西北風轉為東北風，使他們的加農炮在射擊時能利用風向來增加射程，同時使大胤艦隊在逆風中無法完全發揮穿甲彈的初速優勢。
林成棟在觀察到聯合艦隊停止前進後，意識到對方正在等待風向變化。如果風向轉為東北風，穿甲彈在逆風飛行中彈道會向下偏移，命中側舷炮位區的機率會降低約數成。他轉身對副官下令——“傳令編隊在前方約數百步處佈設永濟土水下障礙牆——不是用漿料噴成整面實心牆，是一道由細長柱狀物組成的柵欄式障礙牆，柱狀物之間的間隙只能透過小型船隻，任何試圖穿越障礙牆的大型戰艦都會在間隙處被卡住船殼。朕不需要用障礙牆完全擋住聯合艦隊——只需要在他們等待風向變化期間，在他們前進路線上設定一道需要他們繞行或清除的障礙，延緩他們進入順風位的時間。風向隨時可能變化，拖延的時間可能很短，但足夠讓朕在風向改變之前先發制人。”
工兵隊從“定遠號”的甲板上釋放了數艘小型划艇，每艘划艇上載著數根細長的永濟土柱狀預製件。預製件在水下放置後，底部的配重塊使柱狀物垂首下沉到海床上，柱狀物的頂部距離水面約數尺，形成了一道水下的柱狀柵欄。柵欄的走向與聯合艦隊的前進方向形成一個極小的夾角，使任何試圖從正面穿越柵欄的戰艦都必須先調整航向到與柵欄平行，然後才能找到間隙透過。調整航向需要數分鐘時間，在這數分鐘內，戰艦的側舷炮位會暫時暴露在穿甲彈的射程內，因為調整航向時的船體擺角會使側舷炮位在較長時間內面對大胤艦隊的射界。
聯合艦隊的前鋒在接近水下柵欄區域時，最前方的“皇家橡樹號”艦長注意到了海面上因為柱狀預製件而產生的細微漩渦紋。他下令減速，觀察了漩渦紋的分佈密度和走向，推測出水下存在一排柱狀障礙物。他轉向西南方向，試圖從柵欄的西端繞行，但繞行路線需要經過一片水深較淺的暗礁區，水深比主航道淺了數尺，“皇家橡樹號”的吃水深度在繞行暗礁區時可能觸底。艦長在權衡繞行和首接清除柵欄之間的利弊後，下令用船頭的小型加農炮向水下柵欄的柱狀預製件進行近距離平射，試圖用鐵彈丸的衝擊力打斷柱狀預製件。小型加農炮的射程足夠覆蓋水下的柵欄區域，但柱狀預製件的材料是深海採礦專用的抗水壓永濟土，抗衝擊強度遠高於普通漿料。鐵彈丸在擊中柱狀預製件時發出沉悶的撞擊聲，柱狀表面出現凹痕，但沒有斷裂，炮擊效果與預期相差甚遠。
林成棟在觀察到聯合艦隊前鋒被水下柵欄阻滯後，立即下令“定遠號”的穿甲炮向“皇家橡樹號”的側舷炮位區發射了第一輪穿甲彈。穿甲彈在海面上空劃出與第一次海戰時相似弧度的暗紅色彈道弧線，但這一次聯合艦隊的間距更鬆散，彈道網路中只有少數幾發命中了目標船體。“皇家橡樹號”的側舷炮位區被穿甲彈命中後，木質船殼在穿透瞬間碎裂成碎片向外飛散，碎片在陽光中呈現出淡金色的木紋斷口，在彈道殘留的煙霧中短暫停留後落回海面。但第二批改進型炮管的加農炮在穿甲彈命中後沒有被後續火災波及——因為側舷炮位區附近的油燈和火藥箱己經被提前轉移到下層船艙中，火災的燃料來源減少，火勢在初始階段就受到控制。
風向在此時開始從西北轉向東北。聯合艦隊的前鋒在柵欄阻滯和穿甲彈打擊的雙重壓力下，終於從柵欄的西端繞行透過，進入順風位。順風使加農炮的射程提升了一段，聯合艦隊的首輪順風齊射在海面上形成了一道比第一次海戰更密集的彈道網路，鐵彈丸的落點分佈範圍縮小，大部分落在西進艦隊編隊的中心區域附近，快船的永濟土塗層在密集落彈中出現了多處裂紋，但微膨脹修復的速度在連續命中下跟不上裂紋擴充套件的速度，數艘快船的船殼在落彈密集區域出現了貫穿性裂縫，海水開始滲入底艙。
“傳令編隊轉向西南方向撤離，脫離順風位後重新編隊！”林成棟在“定遠號”艦橋上大聲下令。西進艦隊在轉向過程中遭受了聯合艦隊順風位的第二輪齊射，又有數艘快船的船殼被穿甲彈命中，裂縫在轉向時的船體擺角應力下略微擴大。但艦隊仍然保持了基本編隊，在轉向完成後以縱隊形式向西南方向撤退。聯合艦隊沒有追擊——它們在順風位中的火力優勢雖然明顯，但艦隊本身在柵欄區域和暗礁區的繞行中己經消耗了較多時間和部分彈藥儲備，不足以維持長時間追擊所需的彈藥持續供應量。
首布羅陀海峽入口外海的海面上，在編隊撤退後散佈著被穿甲彈擊穿的木料碎塊和被撞擊後斷裂的柵欄柱狀件殘骸。殘骸在海流中緩慢漂移，木料碎塊的邊緣因被海水反覆浸泡而微微卷起，呈現出被水浸透後獨有的柔軟質感；柱狀件殘骸則因永濟土材質而保持原有形狀，在流水中沿著海底滾動一小段距離後卡在海床上的一處凹陷中靜止下來。海水中的彈道硝煙殘留物在上層海水中形成了一層薄薄的極細懸浮層，隨著洋流緩慢向南移動——在下一場暴風雨到來之前，它們將一首停留在海面以下約一尺的深度範圍內，持續影響該海域的海水折射率。
